[发明专利]设定地震风险的性能抗震设计评估方法

说明书

本发明涉及抗震设计技术领域,具体涉及一种设定地震风险的性能抗震设计评估方法。该评估方法从性能水准的超越概率出发，通过设定超越概率，确定结构性能水准，在性能水准一定时，确定地震需求，设定了地震需求的超越概率，与设定地震的地震危险性结合，最终确定地震动输入，建立达到性能水准的概率地震风险评估方法的新方法。这与基于性能的抗震设计原始初衷不完全一致，从“基于性能水准”出发，是从最终结果把握设计，设计主控性、目标性明显增强。

技术领域

本发明涉及抗震设计技术领域,具体涉及一种设定地震风险的性能抗震设计评估方法。

背景技术

Cornell，Krawinkler(2000)，Moehle，Deierlein(2004)给出了性能抗震的概率地震风险分析的框架，基于全概率理论，通过地震动强度指标(Intensity Measures,IM)、工程需求参数(Engineering Demand Parameters,EDP)、损伤指标(Damage Measures,DM)和决策变量(Mecision Variables,DV)四个指标，将地震危险性分析、结构反应分析、损伤分析及损失评估四个方面，通过条件概率相连，完成基于性能的抗震分析，成为下一代性能抗震设计的基准(FEMA 445，2006)。

下一代性能抗震设计是全概率地震危险分析设计，已考虑地震动的不确定性、结构的不确定性、建造过程的不确定性、知识的不完备性等问题，目前还只是框架阶段，急需创新性的研究。基于概率地震风险分析方法存在以下问题：①全概率地震危险分析是从地震发生的概率出发，进行地震危险性分析、概率地震需求分析、概率抗震能力分析，最终确定达到某一性能水准的概率，缺乏“从性能水准”出发，计算地震危险性的方法，这与“基于性能的抗震设计(Perfornanc-based Seismic Design)”原始初衷不完全一致。从“基于性能水准”出发，是从最终结果把握设计，设计主控性、目标性明显增强。未形成从“基于性能水准”出发的抗震设计方法的原因，是该设计方法的若干关键技术没有解决。②地震工程分析方法与抗震设计方法结合上不够密切，一是缺乏从“基于性能水准”出发的提取地震作用和相应地面运动强度的方法；二是“基于性能水准”的多模态协同设计技术没有解决，即如何“基于性能水准”在多模态空间提取反应谱谱强度和选择地面运动；三是未形成“基于概率性能水准”，建立条件概率链条，形成设计方法。③设计规范正从模式规范向性能规范转变，模式规范只规定确保公共安全的最低性能目标要求和设计流程，其它“个性化”、“多样性”的性能目标和相应的设计流程由设计者和业主自己确定(Version 2.03(2017)的增强性能目标(Enhanced Objectives))，发展规范以外的抗震设计评估方法十分必要，潜在的社会需求大。而且，我国新颁布四级地震作用的地震动参数区划图(GB18306-2015《中国地震动参数区划图》)，极罕遇地震作用下规范设计方法尚未出现，规范以外新的性能抗震设计评估方法的研究，更具紧迫性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种设定地震风险的性能抗震设计评估方法，该评估方法，以反问题的视角，从性能水准的超越概率出发，提出了一种设定超越概率，确定结构性能水准，在性能水准一定时，确定地震需求，设定了地震需求的超越概率，与设定地震的地震危险性结合，最终确定地震动输入，建立达到性能水准的概率地震风险评估方法的新方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种设定地震风险的性能抗震设计评估方法，包括如下步骤，

S1.按照抗震设计场地的地震环境特征，选择地震动记录，并根据地震风险控制要求，设定所设计结构不同性能水准的超越概率；

S2.设定所设计结构的不同性能水准的超越概率，确定结构不同的抗震性能水准；

S3.对于所设计结构的不同的性能水准，求解不同性能水准下，结构第一周期单自由度体系的性能水准；