建筑抗震设防标准优化方法的基础研究
从目前我国与世界防震减灾工作的现状看，各国普遍采取了加强工程建设和应急指挥能力的措施来抗御地震灾害，但我国的经济实力决定了不可能无限制的投入。面对这样两难局面，我们应当寻求在社会可接受安全水平上的经济最小的投入，在地震损失和抗震投入之间寻得一个最优的平衡点，我们能够使建筑结构最大限度的满足业主和社会的双重要求。
本文即是立足于此目标，旨在找到一个优化的方法，在抗震设计中，可以按照此方法确定群体建筑结构的最优抗震设防标准，以减少不必要的抗震投入和进行必要的抗震设防提高；同时确定城市的最优设防加速度，为城市抗震设防提供依据。
本文研究了最优抗震设防加速度的决策分析方法，可以表述为：抗震设计的总原则可以是表述为以总收益E为最大的形式E=收益-生产投资-可能的损失(包括修复)=最大，或表示成总投入最小的形式S=抗震投入+地震损失=最小，即要求得S(Ad)=C(Ad)+L(Ad)=MIN，其中，Ad为设防地震加速度，S(Ad)为抗震总投入，C(Ad)为抗震设计的初始造价增量，L(Ad)为地震的经济损失。此时确定的Ad为只考虑经济因素时的最优设防加速度，同时要考虑实际地震人员死亡率＜社会可接受水平，考虑了此点后进行修正的设防加速度为最优设防加速度，即为利用本文中优化方法后的最优值。此优化方法以地震加速度为模型变量，充分考虑了未来抗震设防标准的发展趋势，充分地展示了以地震加速度为变量的连续性和应用的前瞻性
本文主要的思路和步骤如下：通过地震危险性分析及地震加速度峰值超越概率曲线的拟合，得到地震加速度的概率密度函数f(A)=F'(A)=bkebAkAk-1，并以此作为模型的基础进行标准的优化，可以较快速的得到地震加速度的概率密度；通过群体建筑物地震破坏概率模型的研究，将建筑物地震震害预测提升到了建筑物地震风险估计的高度，构建出一个建筑物地震风险估计的概率模型，通过该概率模型能够对建筑群分别在地震动加速度下的破坏程度给出定量的分析；通过上述两点的分析，提出地震潜在风险的估计方法，即利用地震危险性的概率密度函数与地震破坏的概率模型的方法来估计，对其进行了量化，确立了以易损性函数表达的地震潜在风险；通过对以往方法的研究，确定了适宜于在本文中应用的经济计算方法，包括：通过经验和调查研究，确定建筑结构在特定地震加速度下的地震灾害经济损失和由于抗震设防而造成的建筑结构初始造价增量；通过对以往大地震的分析，综合考虑了房屋倒塌率、人员密度、发震时间及地震动加速度等因素，引用的人员伤亡的计算方法；引入了在抗震设防标准中考虑社会可接受地震人员死亡率的思想，并以此为限定条件限制经济上最优设防加速度的选取，同时，对这些方法进行修正和改进，使之能够更好的应用于本文的优化方法中。
建筑抗震;设防标准;超越概率;地震风险;经济损失;人员死亡率
中国海洋大学
硕士
防灾减灾工程及防护工程
冯启民
2009
中文
TU352.11
77
2009-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）