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地震安全性評價的重要意義

來源:網絡 作者:佚名 日期:2019-04-18 15:26

福利3d开奖直播 www.woiltc.com.cn    一、歷史的教訓

 
  破壞性地震是一種嚴重危及人類生命和財產安全的突發性自然災害。雖然在全球每年發生的約500萬次地震中僅有數次或十數次地震能夠對人類造成危害,但所造成的人員和財產損失卻十分巨大。據不完全統計,20世紀破壞性地震造成了世界上約150萬人的死亡,同時地震造成大量建構筑物被毀、交通中斷、水火、爆炸等次生災害,經濟損失十分巨大。
 
  地震造成人員傷亡與經濟損失的嚴重程度往往取決于多方面的因素。地震的震級、發生地點、發生時刻、震源深度、地震類型,地表或斷層的破裂規模,抗震設防情況,建構筑物的質量、場地條件,次生災害的種類與規模,以及地震預報的水平、人類防災減災意識的高低,經濟發展規模等等對地震災害損失的大
 
  地震造成人員傷亡與經濟損失的嚴重程度往往取決于多方面的因素。地震的震級、發生地點、發生時刻、震源深度、地震類型,地表或斷層的破裂規模,抗震設防情況,建構筑物的質量、場地條件,次生災害的種類與規模,以及地震預報的水平、人類防災減災意識的高低,經濟發展規模等等對地震災害損失的大小。通常情況下,震級越大,其造成的損失也將越大。但在人煙稀少地區即使地震震級很大也不一定就會造成大的災難。例如2001年11月14日發生在我國青海-新疆交界地區的8.1級地震,由于發生在無人區基本未造成人員傷亡。另外還有1960年厄瓜多爾西部海域8.9級地震和1933年日本三陸近海8.9級地震,還有1951年和1997年我國的西藏當雄8級地震及瑪尼7.5級地震等,均未給人類造成大的災難。然而,有些地震雖然震級較小,但若發生在人口稠密、經濟發達的地區,受場地條件的、設防水平等因素的影響,也可造成較大的災難。比如1960年2月29日摩洛哥艾加迪爾城5.8級地震曾造成兩萬多人傷亡;絕大多數現代化商業區建筑和住宅區房屋全部或嚴重毀壞,經濟損失達慘重。再如1972年12月尼加拉瓜6.2級地震,死亡1.2萬人,經濟損失10億美元;1979年我國溧陽6級地震,死亡42人,傷3千余人,損失2億元人民幣;1993年9月印度6.2級地震,死亡3萬人;1999年哥倫比亞亞美尼亞市5.7級地震,傷亡6.7千人;孟加拉南部4.2級地震,傷亡200余人;希臘雅典5.9級地震,死亡88人,傷24人。
 
  發生在人口稠密、經濟發達地區的地震損失大小總體上與建構筑物是否采取了合理的抗震設計以及建設質量的優劣密切相關。國內外一些震例說明結構抗震是減輕地震災害損失的有效途徑。顯著的震例為智利康塞普西翁市在1835年、1939年和1960年三次特大地震襲擊中所遭受的破壞情況。在1835年的地震中,該城被夷為一片廢墟;1939年地震造成房倒屋塌,死傷數萬人;在此之后該市對建筑物實行了合理的抗震設防,結果在1960年發生8.3級地震時,新建房屋大都完好,特別是該城的一座現代化煉鋼廠,由于建設時采取了許多抗震措施,地震時損失輕微,震后不到一星期即恢復了生產。而我國河北邢臺和山西大同陽高等地區分別在1966年、1989年遭遇6.8級、6.1級強烈地震的襲擊,造成嚴重人員傷亡和房屋破壞,在震后恢復重建時兩地都采用了合理的抗震設防措施,結果在1981年和1996年兩地分別再次發生5.8級破壞性地震時,震區建筑物損失極小。近年來在日本、土耳其、巴基斯坦以及我國大陸、臺灣等地發生的一系列大地震也表明合理的抗震設計對減小建筑物損壞程度、減輕地震災害作用明顯。
 
  二、國內外抗震設計規范沿革
 
  在一批科技先驅如虎克[虎克定律發現者](1635-1703)、楊[楊氏模量發現者](1773-1829)、Robert Mallet(1810-1881)、John Milne(1850-1913)、James Ewing(1855-1935)、Thomas Gray(1850-1908)的不懈努力下,"地震工程學"經歷了從無到有的過程。之后,世界上被政府聘為地震學教授的首批科學家Milne Ewing、Gray以及日本的Seikei Sekeya(1855-1896)、現代地震學奠基人大森教授(1868-1923)等1880年創立了世界上第一個地震專業學會-日本地震學會,它同時也是世界上第一個國家級地震工程學會(國際地震工程聯合會則是由各國國家地震工程學會組成的)。在19世紀末20世紀初,世界上發生的一系列著名大地震-1891年日本名古屋地震、1906年舊金山地震、特別是1908年的意大利大地震(摧毀了墨西拿城及其周邊地區,奪去了83000人的生命),催生了建筑物結構抗震設計。
 
  政府通過頒布規范、法規的形式干預抗震工作大體開始于19世紀末20世紀初。但隨著地震以及計算科學技術的發展,抗震設計規范經歷了一系列更趨于科學合理的變化。目前,如何使建筑物能夠有效地抵御強烈地震的襲擊,減輕地震災害已為世界越來越多的國家政府所重視,抗震設計規范大都以法令、法規的形式頒布。下面簡單給出了美國、日本和中國抗震設計規范的歷史沿革。
 
  美國:
 
  1906年舊金山地震后,規定房屋按146公斤/米2側力設計。
 
  1927年統一房屋規范第一版。K=0.075~0.10。
 
  1932年比奧特提出地震反應譜的概念。
 
  1933年菲爾德法令、賴利法令、洛杉磯房屋條令生效。
 
  1935年統一房屋規范,K=0.08(軟地基)或0.16(硬地基)。
 
  1941年菲爾德法令生效。
 
  1943年洛杉磯房屋規范生效。
 
  1946年統一房屋規范,按地區調整K值。
 
  1952年側力委員會提出底部剪力和多層地震慣性力規定。
 
  1957年加州SEAOC(加州結構工程師協會)制訂全州適用的抗震設計規范。
 
  1961年統一房屋規范采用SEAOC-1959規定。
 
  1963-1971年,SEAOC多次修訂有關規定。
 
  1972年洛杉磯頒布抗震設計暫行規定,對53米以下無剛度不規則建筑采用靜力分析,對其它建筑采用動力分析法。對重要建筑提高地震力50%。
 
  1973年ATC-3(實用技術委員會)“詳細抗震設計規定”提出。
 
  1974年SEAOC進一步修改,考慮地震動分區,結構類型,土壤系數,場地卓越周期等因素,加大地震系數,提出重要建筑、特殊建筑要進行動力分析。
 
  1976年房屋規范采用SEAOC1974年建議。
 
  1977年發表ATC3-6。
 
  1980年洛杉磯修訂抗震規范,提出對高于53米的建筑均應進行動力反應分析,輸入地震動過程應根據土壤、地質、地震報告,對給定的場地進行估計。
 
  1980年至今,美國對抗震規范進行了不斷的改進,詳細請查閱//www.eeri.org。特別是ACI 318(美國混凝土學會負責編制美國混凝土設計規范的委員會)近年來開展了大量工作,許多內容被《新房屋及其它結構的抗震法規的建議條款》(1997版)、ICC(國際規范委員會)的“IBC 2000國際房屋建筑規范2000”、《國家地震災害減輕計劃》等規范和法規所采納。
 
  日本:
 
  1915年提出靜力震度法,建議結構設計水平力為結構重量的K(K<1)倍。
 
  1922年內藤按震度法設計加固房屋,并且經歷了1923年關東大地震的考驗。
 
  1924年頒布“市街地建筑物法”,采用震度K=0.1。
 
  1931年規范限制房屋高度小于31米。
 
  1933年日本建筑學會出版鋼筋混凝土設計規范。提出剛架在水平地震力作用下的分析方法。
 
  1941-1943年“建筑物耐震構造要項”發表,提出極限設計法,提高建筑物上部的震度。
 
  1944年采用極限設計法。
 
  1950年公布建筑基準法,替代1924年以來的規范并適用于全國??拐鴯娣恫捎肑ES3001,規定K=0.2,對16米以上的房屋增大震度,每4米增加0.01。軟土地基上K取0.3;房屋突出物K取0.3。
 
  1951年發表"關于震度折減"建議,將全國地震分為三個區采用不同的折減系數;將地基分為四類,將建筑物分為四種類型。
 
  1952年建設省通告1074號采用"關于震度折減"的規定。該規定沿用到1981年。
 
  1953~1967年水道設施抗震規定、國鐵土木構造物設計標準、鋼道路橋抗震設計標準、大壩設計標準、港灣工事設計標準等相繼出臺。
 
  1967年“高層建筑技術指針(增補修正案)”發表,第一次明確提出反應譜設計法,提出按場地調整動力放大系數的范圍。
 
  1973年發表鋼筋混凝土結構的動力抗震設計法。
 
  1977年《新耐震設計法(草案)》發表。
 
  1979年建設省設立"耐震設計基準委員會",研究應采用的新耐震設計法(草案)施行令、該草案的社會影響以及實現的可能性。
 
  1980年公布《改訂建筑設計法施行令》
 
  1981年6月新耐震設計法正式生效?!度氈窘ㄖ峁箍拐鶘杓鋪趵肥凳?。
 
  1983年日本建筑學會發表《高強螺栓結合設計與施工指南》
 
  1987年日本建筑學會發表《鋼骨鋼筋混凝土結構計算標準》
 
  1990《鋼管構造設計施工指針》發表。
 
  1998 日本建筑學會發表AIJ98《鋼構造限界狀態設計指針》《鋼結構塑性設計規范》
 
  中國:
 
  1955年翻譯出版前蘇聯《地震區建筑規范ΠСΠ-101-51》
 
  1956編制第一張地震區劃圖,未正式使用。
 
  1957年提出新的烈度表。
 
  1959年提出第一個抗震設計規范草案,但后來被擱置。
 
  1964年提出第二個抗震設計規范草案“地震區建筑設計規范(草案)”。因無全國地震區劃圖,僅用若干重要城市的基本烈度作參考。對場地影響,采用調整反應譜的方法處理。場地分類采用多物理指標分類法??悸塹卣鶼凳?。地震力計算采用靜力法和反應譜法。
 
  1972年提出工業與民用建筑抗震設計規范,廣泛征求意見。
 
  1974年第一部正式批準的抗震設計規范《工業與民用建筑抗震設計規范TJ11-74(試行)》發表。該規范規定按場地土調整反應譜,場地土類別分為三類。地震荷載計算采用等效靜力法和振型分解法,提出砂土液化判別標準。
 
  1977《工業與民用建筑抗震鑒定標準TJ22-77》被批準試行。
 
  1978工業與民用建筑抗震設計規范修訂版《工業與民用建筑抗震設計規范TJ11-78》發表?!端そㄖ錕拐鶘杓乒娣禨DJ10-78》批準試行。煤炭工業抗震設計規定試行。
 
  1982-1988建筑科學研究院對TJ11-78進行修訂。
 
  1982 室外煤氣熱力工程設施抗震鑒定標準GBJ44-82發表。
 
  1987 鐵路工程抗震設計規范GBJ111-87實施。
 
  1988 工業構筑物抗震鑒定標準GBJ117-88出版。
 
  1989對《工業與民用建筑抗震設計規范》TJ 11-78進行了修訂,改名為《建筑抗震設計規范》GBJ 11-89,定為國家標準。
 
  1990 《建筑抗震設計規范》GBJ 11-89,定為國家標準施行。本規范共分十一章和七個附錄。修訂的主要內容有:增加了對6度地震區房屋的抗震設計要求,提出了體現抗震設計原則的強度驗算和變形驗算的二階段設計要求,采用了以概率理論基礎的結構抗震驗算表達式,修改了場地分類標準、設計反應譜和設計地震作用的取值,改進了飽和土液化判別和抗液化措施。補充了結構的抗震概念設計規定、抗震分析方法及提高各類建筑的整體性、構件的變形能力和吸能能力的各項抗震措施,還增加了砌塊房屋、鋼結構單層廠房和土、木、石房屋抗震設計的有關章節。規范規定其必須與按1984中國家批準發布的《建筑結構設計統一標準》GBJ68-84制訂、修訂的《建筑結構荷載規落》GBJ9-87及國家各種建筑結構設計標準、規范配套使用,不得與未按GBJ68-84制訂、修訂的國家各種建筑結構設計標準、規范混用。
 
  公路工程抗震設計規范JTJ004-89實施。中國地震烈度區劃圖(1990)發表。
 
  1993 構筑物抗震設計規范GB50191-93實施。
 
  1995建筑抗震鑒定標準, GB50023-95實施。
 
  1996電力設施抗震設計規范GB50260-96實施。
 
  1997 水工建筑物抗震設計規范DL5073-1997、核電廠抗震設計規范GB50267-97
 
  實施。
 
  2001中國地震動參數區劃圖頒布實施。
 
  2001 建筑抗震設計規范GB50011-2001實施。
 
  2003《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規范》GB50032-2003國家標準實施。
 
  三、我國進一步加強防震減災的措施
 
  上節可見,隨著科學技術發展水平的進步,抗震設計規范也在不斷的發展和完善。世界各國政府十分重視對地震災害的防御,力求能夠將新科學研究成果及時有效地應用于抗震設計,大限度地抵御強烈地震的襲擊,減輕地震災害。特別是我國,近十多年來,修訂頒布了連續修訂了建筑抗震設計規范以及一些行業抗震設計規范。并且,為了能夠確保這些規范的嚴格執行,于1998年頒布了《中華人民共和國防震減災法》。
 
  該法于1997年12月29日第八屆全國人民代表大會常務委員會第二十九次會議通過,1998年3月施行,共包括七章四十八條。該法規定新建、擴建、改建建設工程,必須達到抗震設防要求。除重大建設工程外,所有建設工程,必須按照國家頒布的地震烈度區劃圖或者地震動參數區劃圖規定的抗震設防要求,進行抗震設防。重大建設工程和可能發生嚴重次生災害的建設工程,必須進行地震安全性評價;并根據地震安全性評價的結果,確定抗震設防要求,進行抗震設防。另外,2001年11月15日,以中華人民共和國國務院第323號令的形式公布、并要求2002年1月1日起開始施行的《地震安全性評價管理條例》條例對地震安全性評價單位的資質、需要進行專門的地震安全性評價的工程范圍及要求、地震安全性評價報告的審定進行了進一步的規定。按照《中華人民共和國防震減災法》的規定,一般工業與民用建筑,可以直接采用《中國地震動參數區劃圖》(GB 18306-2001)的地震動參數進行抗震設防;而一些工程建設場地則需要進行專門的地震安全性評價工作。需要進行地震安全性評價工作的工程和地區主要有:
 
 ?。ㄒ唬斗勒鵂踉址ā返謔嚀鹺汀兜卣鳶踩云蘭酃芾硤趵返謔惶豕娑ǖ鬧卮蠼ㄉ韞こ?、可能發生嚴重次生災害的建設工程、核電站和核設施建設工程;以及省、自治區、直轄市認為對本行政區域有重大價值或者有重大影響的其他建設工程。
 
 ?。ǘ┪揮詰卣鴝問紙縵吒澆男陸?、擴建、改建建設工程;
 
 ?。ㄈ┠承┑卣鷓芯砍潭群妥柿舷晗賦潭冉喜畹謀咴兜厙?;
 
 ?。ㄋ模┪揮詬叢庸こ痰刂侍跫拇蟪鞘?、大型廠礦企業、長距離生命線工程以及新建開發區等。
 
  四、地震安全性評價的重要意義
 
  按照有關規范和規定,對具體建設場址區開展地震安全性評價工作,將可以得到比《中國地震動參數區劃圖(2001)》更精確合理、經濟可靠的抗震設防依據。經過審定的地震安全性評價結果,可作為各類新建、擴建、改建建設工程的抗震設防要求、大型廠礦企業、大城市和經濟建設開發區的可行性研究、規劃設計以及制定防震減災對策的科學依據。
 
  中國地震動參數區劃圖GB18306-2001使用規定明確指出,附錄A、B的比例尺為1:400萬,不能放大使用。較小的比例尺決定了該標準的工作精度。我們知道,一個地區不同場地的土壤類型、場地條件以及地震構造環境復雜多變,即便是統一種場地土類型,其物理參數也會隨著地理位置的變化有較大的差別,同一條活動構造不同段落其活動性也有明顯差異,GB18306-2001不可能提供具體詳細的設計地震動參數??鑾?,由于地震地質、地震活動性研究存在地域上的很大的不均衡,使得該標準只能提供一個地區平均意義下的結果。這種結果對于建設規劃以及大量的一般工業與民用建筑的抗震設防具有指導性意義,但對于工程將不適用:
 
  1)抗震設防標準的不同。一些重要工程要求較高的設防標準,而GB18306-2001提供的50年超越概率10%的設防水準不適用;
 
  2)設防標準和具體場地條件不符。而這種不符可能使得設防過高或過低,留下隱患或者造成投資浪費;
 
  3)位于地震動參數分界線附近,依據GB18306-2001標準不能夠準確設防參數。這主要該標準地震動參數等值線劃分較粗造成的,而等值線的劃分是和工作精度相對應的,不能隨意內插;
 
  4)跨越不同地震動參數區域的工程、位于復雜工程地質條件區域的大城市、大型廠礦企業、長距離生命線工程以及新建開發區等。對這些工程,只有通過場地地震安全性評價,才能獲得更精確合理、經濟可靠的抗震設防依據。而只有按照這樣的依據進行抗震設防,才能夠做到科學、合理,既不盲目提高設防水準而增加投資,也不會因為設防不合理而為工程留下隱患。
 
  聯合國秘書長安南在國際減災十年活動論壇開幕式上講話指出,“防御不僅比災后救助更人道,而且代價更低”。依法進行建設工程抗震設防和地震安全性評價,為建設工程提供科學、安全和合理的抗震設防依據,對大限度地減輕地震災害損失,?;と嗣襠撇陌踩?,保障改革、發展、穩定的大局具有重要意義。
 
  回顧二十世紀的地震歷史,浮現在人們眼前的是一幅幅地震破壞的慘烈景象和人類面對災難表現出的頑強不屈的抗爭畫面。地震使一些城市變成了廢墟,但人類依靠聰明才智和不斷發展的先進科學技術,把倒下的城市又重新建成了繁華的現代化都市。越來越多的實例表明,人類通過科學合理的抗震設防等措施,能夠在一定或較大程度上避免地震的毀滅性打擊,達到有效減災目的。我們堅信,地震雖然是不可避免的,但它所造成的災害是可以大大減輕的,甚至是可以避免的。

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