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考虑巨震的四级地震设防水平一致风险导向定义与决策分析 被引量:29
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作者 吕大刚 周洲 +1 位作者 王丛 于晓辉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期41-52,共12页
防止结构倒塌、保障生命安全是确定抗震设防标准的首要目标。抗震设防水准的决策应该从只考虑地震危险性的"一致危险"原则向考虑地震危险性区域差异和工程结构抗倒塌能力不确定性的"一致风险"原则过渡。新颁布的第... 防止结构倒塌、保障生命安全是确定抗震设防标准的首要目标。抗震设防水准的决策应该从只考虑地震危险性的"一致危险"原则向考虑地震危险性区域差异和工程结构抗倒塌能力不确定性的"一致风险"原则过渡。新颁布的第五代地震动参数区划图已提出第四级设防水准"极罕遇地震"(或"巨震"),但是现行抗震设计规范仍然采用三水准设防原则,抗震设计从当前的三水准设防原则向四水准设防原则转变已成为当前工程界迫切需要解决的问题,但是目前各国对巨震的定义还比较混乱。该文阐述四级地震设防水平决策的风险导向原理,提出确定风险导向地震设防水平的解析方法。针对我国大陆地区的地震环境和抗震设防情况,给出目标倒塌风险以及相应于巨震、大震和中震的目标条件倒塌概率的建议值。采用这些建议值以及地震危险性参数的简化确定方法,初步计算并得到了相应于四级地震设防水准的风险导向地震动参数PGA值。通过与我国现行抗震设计规范、最新版地震动参数区划图和我国学者对各级设防水准地震定义的PGA值进行对比分析,发现该文得到的巨震PGA值大于最新版地震动参数区划图定义的巨震PGA值,而小震、中震和大震的PGA值则小于我国现行抗震设计规范规定的PGA值。 展开更多
关键词 巨震 设防水平 一致风险 风险导向 目标倒塌风险 目标条件倒塌概率
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极罕遇地震作用下建筑结构一致风险抗倒塌设计方法研究 被引量:9
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作者 徐铭阳 王丛 +1 位作者 董尧 吕大刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期253-263,共11页
结合当前国际上以“抗倒塌”为目标进行地震动参数区划和以“一致倒塌风险”为设防目标进行结构抗震设计的发展趋势,针对我国现行建筑抗震设计规范体系中抗倒塌能力评估的局限性,建议了四种一致风险抗倒塌设计方法,详细介绍了四种方法... 结合当前国际上以“抗倒塌”为目标进行地震动参数区划和以“一致倒塌风险”为设防目标进行结构抗震设计的发展趋势,针对我国现行建筑抗震设计规范体系中抗倒塌能力评估的局限性,建议了四种一致风险抗倒塌设计方法,详细介绍了四种方法的评价指标与计算过程。考虑极罕遇地震作用,基于极罕遇地震一致风险谱对地震动记录进行了挑选与调幅。以RC框-剪结构作为典型案例,采用四种抗倒塌设计方法进行验算,结果表明:同时考虑地震危险性与结构不确定性影响的全概率方法验算未通过,其余验算方法均通过,这说明了忽略结构所在场地危险性影响会造成结构倒塌性能评估的不准确性,未考虑结构体系多种不确定性影响会高估结构的抗倒塌性能,因此有必要推行“一致风险”的结构设计理念。 展开更多
关键词 极罕遇地震 一致风险 抗倒塌设计方法 地震易损性 地震风险
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西安地区一致危险谱与一致风险谱的构建 被引量:6
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作者 王丛 吕大刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期151-159,共9页
为了使不同地区的结构在地震作用下具有相同的倒塌概率,对一致风险谱进行了研究。本文首先通过概率地震危险性分析得到了西安地区的一致危险谱,通过风险积分法得到了西安地区的一致风险谱,将一致危险谱与一致风险谱进行对比发现,基于一... 为了使不同地区的结构在地震作用下具有相同的倒塌概率,对一致风险谱进行了研究。本文首先通过概率地震危险性分析得到了西安地区的一致危险谱,通过风险积分法得到了西安地区的一致风险谱,将一致危险谱与一致风险谱进行对比发现,基于一致危险谱进行抗震设计的建筑结构在地震作用下具有不同的倒塌概率。然后通过近似解析法构建了西安地区的一致风险谱,将两种方法得到的一致风险谱进行对比发现,如果地震危险性函数能够很好地描述场地的地震危险性,两种方法得到的一致风险谱相差很小。最后分析了结构地震易损性的对数标准差β对一致风险谱、风险系数R c、风险导向地震动参数的比例系数的影响。研究表明:β对大震一致风险谱的影响不大,β≤0.7时,对中震一致风险谱的影响大,β>0.7时,对巨震一致风险谱的影响大;β<0.7时,R c随着β增大而减小,β≥0.7时,R c随着β增大而增大;β对风险导向巨震和风险导向中震之间的比例系数的影响大于对风险导向大震和风险导向中震之间的比例系数的影响。 展开更多
关键词 一致风险谱 一致危险谱 风险积分法 近似解析法 参数影响分析
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基于一致风险谱的某核电安全壳地震风险分析 被引量:1
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作者 王晓磊 阎卫东 +1 位作者 吕大刚 马健 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第6期1009-1015,共7页
目的 研究基于一致风险谱的我国核电安全壳地震风险分析方法,为我国核电厂结构基于一致风险抗震设计方法修订提供参考。方法 通过推导地震风险解析模型,总结美国土木工程学会《核设施中结构、系统和部件的抗震设计准则》(ASCE/SEI 43)... 目的 研究基于一致风险谱的我国核电安全壳地震风险分析方法,为我国核电厂结构基于一致风险抗震设计方法修订提供参考。方法 通过推导地震风险解析模型,总结美国土木工程学会《核设施中结构、系统和部件的抗震设计准则》(ASCE/SEI 43)中一致风险谱生成理论和方法,生成场地一致危险谱和一致风险谱;采用安全系数法,生成算例厂址核电安全壳模型易损性曲线;采用解析风险函数,得到算例结构地震风险。结果 基于平动第一周期的风险大于基于平动第二周期的风险;平均值地震风险大于50%置信度地震风险,小于95%置信度地震风险,表明平均值地震风险结果与小于具有95%置信度地震风险相当;如果以95%为要求标准的风险进行鉴别筛选,平均值地震风险结果偏于不保守;对于核岛等抗震设计分组为5(SDC 5)的结构、系统和部件,两版ASCE/SEI 43规范给出的一致风险谱大多数情况下相同;一致风险谱地震作用下,我国安全壳风险水平远低于ASCE 43规范目标风险。结论 我国核电安全壳设计安全裕量较大,面临地震风险远小于ASCE 43规范中的目标风险。 展开更多
关键词 地震风险区间评估 核电厂安全壳 置信度 风险解析函数 一致风险谱
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一致风险谱作用下RC框架结构响应预测及其设计值确定
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作者 王丛 吕大刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期216-226,共11页
基于一致风险谱的抗震设计,能够综合考虑地震危险性和结构易损性,使不同地区的结构在地震作用下实现同一目标倒塌风险。为了确定用于抗震设计的具有一致倒塌风险的风险导向地震动参数设计值和最大层间位移角设计值,以巨震和大震一致风... 基于一致风险谱的抗震设计,能够综合考虑地震危险性和结构易损性,使不同地区的结构在地震作用下实现同一目标倒塌风险。为了确定用于抗震设计的具有一致倒塌风险的风险导向地震动参数设计值和最大层间位移角设计值,以巨震和大震一致风险谱为目标谱选取地震动记录;采用比较点法对8层3跨RC框架结构的响应(最大层间位移角)进行了预测;基于优选的地震动记录对结构进行增量动力分析(IDA),采用小样本均值乘以修正系数的方法确定最大层间位移角设计值,并对最大层间位移角设计值与其预测值之间的关系进行了研究;在此基础上,基于IDA结果确定了风险导向谱加速度设计值。研究表明,基于巨震和大震一致风险谱对RC框架结构进行抗震设计,中位值IDA曲线上对应的最大层间位移角设计值分别为0.010和0.007,既满足50年倒塌概率1%的目标倒塌风险,也满足CECS 392:2021《建筑结构抗倒塌设计标准》中对RC框架结构在地震作用下不发生倒塌的层间位移角限值1/50的要求。 展开更多
关键词 一致风险谱 比较点法 结构响应设计值 最大层间位移角 风险导向谱加速度
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采用不同目标谱的RC框架结构一致地震倒塌风险评价
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作者 吕大刚 王丛 乔卓琦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期75-82,共8页
当前的抗震设防参数和抗震设计方法基于传统的“一致危险”范式,需要向更为合理的“一致风险”范式转换。为了实现“一致风险”的防控目标,需要对结构的绝对倒塌风险和相对倒塌风险进行双控,并基于目标谱选取实际地震动记录对结构的两... 当前的抗震设防参数和抗震设计方法基于传统的“一致危险”范式,需要向更为合理的“一致风险”范式转换。为了实现“一致风险”的防控目标,需要对结构的绝对倒塌风险和相对倒塌风险进行双控,并基于目标谱选取实际地震动记录对结构的两种倒塌风险进行一致风险验算。该文以钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构为研究对象,采用三种目标谱(规范设计谱、一致危险谱和一致风险谱)选取地震动记录,采用增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法获取结构倒塌易损性曲线和函数,分别选取基于抗震设防参数的地震危险性函数和基于场地安评的概率地震危险性函数,对结构的地震倒塌风险进行验算。分析结果表明:基于规范设计谱对结构进行地震倒塌风险评价偏于保守,而场地相关谱可考虑地震构造环境不同造成的不同区域地震危险性的差异,可更好实现一致风险的抗震设计目标。 展开更多
关键词 一致风险抗震设计 绝对倒塌风险 相对倒塌风险 规范设计谱 一致危险谱 一致风险谱 RC框架结构
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基于一致倒塌风险的建筑抗震评价方法研究 被引量:20
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作者 施炜 叶列平 陆新征 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1-7,共7页
建筑结构的抗震能力、尤其是抗倒塌能力设计目标应根据其所在场地未来一定设计使用年限内可能遭遇的地震危险性来设定。首先介绍了基于动力增量分析(IDA)的结构倒塌易损性分析方法,随后结合地震危险性分析,分别给出了结构抗倒塌能力和... 建筑结构的抗震能力、尤其是抗倒塌能力设计目标应根据其所在场地未来一定设计使用年限内可能遭遇的地震危险性来设定。首先介绍了基于动力增量分析(IDA)的结构倒塌易损性分析方法,随后结合地震危险性分析,分别给出了结构抗倒塌能力和结构所面临地震危险性的概率模型,进而根据结构在未来一定设计使用年限内的倒塌概率,对建筑结构的抗地震倒塌风险进行定量评价,并给出了相应的计算方法。以一座7度抗震设防的RC框架结构为例,计算了该RC框架结构在3个同为7度抗震设防而地震危险性不同地区的地震倒塌风险,指出仅以抗震设防烈度作为建筑结构抗震设计的依据所存在的不足,建议应基于一致倒塌风险进行结构抗震设计,并提出了相关结构抗震设计方法需开展的研究工作。 展开更多
关键词 建筑结构 地震需求 结构倒塌易损性 地震危险性 一致倒塌风险
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RC框架-剪力墙结构的一致倒塌风险决策分析 被引量:6
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作者 董尧 吕大刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期71-77,共7页
目标倒塌风险的决策是建筑结构一致倒塌风险抗震设计的关键科学问题之一。以按现行规范设计的钢筋混凝土(RC)框架-剪力墙结构为研究对象,采用第二代基于性能的地震工程方法,对5个不同设防等级的12层RC框架-剪力墙结构进行了概率地震损... 目标倒塌风险的决策是建筑结构一致倒塌风险抗震设计的关键科学问题之一。以按现行规范设计的钢筋混凝土(RC)框架-剪力墙结构为研究对象,采用第二代基于性能的地震工程方法,对5个不同设防等级的12层RC框架-剪力墙结构进行了概率地震损失评估,将直接经济损失、停工时间和人员伤亡数量统一货币化,同时考虑建筑结构服役期内的成本投入,根据设计基准期内总经济成本最小原则,决策得到RC框架-剪力墙结构的一致倒塌风险。研究结果表明:决策得到的不同设防等级RC框架-剪力墙结构的一致倒塌风险为50年倒塌概率0.26%(相当于年平均倒塌概率为5.26×10^(−5)),与欧洲的一致倒塌风险目标50年超越概率0.25%非常接近,决策结果可为风险导向地震动区划图编制以及一致风险抗倒塌设计提供理论基础。 展开更多
关键词 RC框架-剪力墙 地震风险 全寿命成本 一致倒塌风险 风险决策
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基于统一倒塌风险的建筑抗震设计方法研究 被引量:5
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作者 罗开海 保海娥 左琼 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期13-20,共8页
为了研制基于一致倒塌风险的建筑抗震设计方法,首先对建筑结构地震倒塌风险表征参数及其控制水准进行了研究,认为在工程设计与控制中,可采用规范GB 50011—2010的弹塑性层间位移角限值作为倒塌的判别标准,采用弹塑性层间位移角限值的超... 为了研制基于一致倒塌风险的建筑抗震设计方法,首先对建筑结构地震倒塌风险表征参数及其控制水准进行了研究,认为在工程设计与控制中,可采用规范GB 50011—2010的弹塑性层间位移角限值作为倒塌的判别标准,采用弹塑性层间位移角限值的超越概率表征建筑的地震倒塌风险,风险控制水准建议取10%;其次对基于统一地震危险的抗震设计方法进行了研究,建议将各烈度区50年超越概率2%地震动参数作为建筑倒塌的设防上界,即建筑设防的第三水准参数,依次乘以1/1.5和1/4.5后,分别作为第二水准和第一水准的设计参数;再次,对影响建筑倒塌风险的主要控制措施的调整方案进行了研究,并给出了RC框架结构的弹塑性层间位移角限值取为1/100、进一步提高框架柱最小截面尺寸、降低轴压比限值等修改建议,补充重力荷载代表值下的轴压比不超过0.75和抗震承载力冗余系数的规定;最后,针对典型的6层RC框架结构,进行了基于一致倒塌风险抗震设计方法的试设计和倒塌风险分析。结果表明,按建议方法进行设计,可有效控制建筑结构在50年超越概率2%地震作用下的倒塌风险,所建议的基于一致倒塌风险抗震设计方法合适、可行。 展开更多
关键词 抗震设计方法 统一倒塌风险 一致超越概率 倒塌概率
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Uniform-risk-targeted seismic design for collapse safety of building structures 被引量:6
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作者 SHI Wei LU XinZheng YE LiePing 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2012年第6期1481-1488,共8页
Seismic design should quantitatively evaluate and control the risk of earthquake-induced collapse that a building structure may experience during its design service life. This requires taking into consideration both t... Seismic design should quantitatively evaluate and control the risk of earthquake-induced collapse that a building structure may experience during its design service life. This requires taking into consideration both the collapse resistant capacity of the building and the earthquake ground motion demand. The fundamental concept of uniform-risk-targeted seismic design and its relevant assessment process are presented in this paper. The risks of earthquake-induced collapse for buildings located in three seismic regions with the same prescribed seismic fortification intensity but different actual seismic hazards are analyzed to il- lustrate the engineering significance of uniform-risk-targeted seismic design. The results show that with China's current seis- mic design method, the risk of earthquake-induced collapse of buildings varies greatly from site to site. Additional research is needed to further develop and implement the uniform-risk-targeted seismic design aoDroach oronnsed in thi~ nnner 展开更多
关键词 building structure collapse safety collapse resistant capacity seismic hazard uniform-risk-targeted seismic design
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CFT框架-RC剪力墙结构基于一致倒塌风险的抗震设计研究 被引量:4
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作者 单文臣 周绪红 +2 位作者 林旭川 呼辉峰 相瀛昌 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期26-34,共9页
我国CFT框架-RC剪力墙结构通常按照双重抗侧力体系进行设计。与一般RC框架相比,在相同竖向承载力条件下的截面尺寸和抗弯刚度较小,按双重抗侧力体系设计将影响结构的经济性能和建筑功能。因此,文章根据我国规范设计了典型的CFT框架-RC... 我国CFT框架-RC剪力墙结构通常按照双重抗侧力体系进行设计。与一般RC框架相比,在相同竖向承载力条件下的截面尺寸和抗弯刚度较小,按双重抗侧力体系设计将影响结构的经济性能和建筑功能。因此,文章根据我国规范设计了典型的CFT框架-RC剪力墙双重抗侧力体系结构模型,采用一致倒塌风险的抗震设计方法中对单重抗侧力体系设计的要求,设计了相应的CFT框架-RC剪力墙单重抗侧力体系结构模型,并对比分析了单重和双重抗侧力体系在不同水准地震作用下的结构响应和罕遇地震结构倒塌概率和抗地震倒塌安全储备。结果表明,与双重抗侧力体系相比,单重抗侧力体系结构的地震响应和大震倒塌概率相近,均满足“大震不倒”抗震要求,而单重抗侧力体系的结构抗地震倒塌安全储备较大,且用钢量较少。 展开更多
关键词 CFT框架-RC剪力墙结构 增量动力分析 单重抗侧力体系 一致倒塌风险 抗倒塌安全储备系数
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