潘 華 張 萌
(中國北京 100081 中國地震局地球物理研究所)
地震區(qū)劃圖是為了滿足國土范圍內(nèi)一般建設(shè)工程抗震設(shè)計的需要而提出的,后續(xù)隨著地震區(qū)劃圖應(yīng)用范圍的擴展以及地震危險性評價技術(shù)和抗震設(shè)計理念與方法的發(fā)展,地震區(qū)劃圖形成了雙圖模式,即地震危險性圖(seismic hazard map)與抗震設(shè)計圖(seismic design map)(張萌等,2017).地震危險性圖主要反映依據(jù)地震科學認識和基礎(chǔ)觀測資料評估得到的國土地震危險性分布,抗震設(shè)計圖則繼承了傳統(tǒng)地震區(qū)劃圖的主要功能,反映國土范圍內(nèi)建筑抗震設(shè)計所需地震動參數(shù)的分布(潘華等,2017).抗震設(shè)計圖是國際上通用的中文譯稱,該圖與建筑抗震設(shè)計規(guī)范配合使用,與我國現(xiàn)行地震區(qū)劃圖含義和用途一致,故下文不再對兩者加以區(qū)分,但對于國外應(yīng)用依然稱為抗震設(shè)計圖.
當前各國正式頒布的地震區(qū)劃圖幾乎均基于“危險性一致”原則編制,即以全國一致的概率水平(或重現(xiàn)期)定義地震區(qū)劃圖的基準地震動參數(shù),如50年超越概率2% (重現(xiàn)期2 475年)地震動.基準地震動參數(shù)是規(guī)范中用來確定各級別抗震驗算地震動的基準,它往往對應(yīng)全國抗震設(shè)防要達到的重點目標.建筑抗震設(shè)防通常有即刻可用(immediate occupancy,縮寫為 IO)、生命安全(life safety,縮寫為 LS)和倒塌防護(collapse prevention,縮寫為 CP)三個級別的抗震設(shè)防目標,我國將其概括為小震不壞、中震可修、大震不倒.大多數(shù)國家以生命安全(LS)為重點防護目標,而美國等發(fā)達國家已發(fā)展到以倒塌防護(CP)為重點設(shè)防目標.生命安全目標允許結(jié)構(gòu)在遭遇設(shè)計地震動作用時發(fā)生破壞,出現(xiàn)可控的有限的塑性變形,但不會造成人員生命的損失;而倒塌防護強調(diào)結(jié)構(gòu)在遭遇所考慮的最強地震作用時,允許發(fā)生嚴重的塑性變形,但是不能發(fā)生結(jié)構(gòu)的倒塌,以避免大量人員因倒塌而損失生命.因此,大多數(shù)國家的地震區(qū)劃圖以50年超越概率10% (重現(xiàn)期475年)相應(yīng)的地震動參數(shù)作為基準地震動參數(shù),我國稱之為基本地震動(中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會,2016)或設(shè)計基本地震動(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,2010).美國最早也以50年超越概率10%地震動為基準,1997年開始以50年超越概率2% (重現(xiàn)期2 475年)相應(yīng)的地震動參數(shù)為基準地震動參數(shù),建筑設(shè)計規(guī)范中稱其為最大考慮地震(maximum considered earthquake,縮寫為MCE)地震動(Federal Emergency Management Agency,1998;潘華等,2017),2009 年以來開始采用基于目標風險的最大考慮地震(risk-targeted MCE,縮寫為MCER)地震動.
美國在更新 2009 版國家地震減災(zāi)計劃(National Earthquake Hazards Reduction Program,縮寫為NEHRP)建筑設(shè)計法規(guī)時,地震工程學家們認識到,由于地震動特征的復(fù)雜性與不確定性,以及建筑構(gòu)建過程中在建設(shè)質(zhì)量、建筑材料及其性質(zhì)的穩(wěn)定性、工程措施實施狀況等方面存在的難以預(yù)知的不確定性,基于MCE地震動設(shè)計的建筑物并不能保證全美在遭遇MCE地震動作用時能夠達到一致的倒塌防護水平.為此,提出了基于目標風險的最大考慮地震的概念(Lucoet al,2007),采用目標風險水平為50年地震倒塌概率1%的地震動參數(shù)MCER為基準地震動參數(shù)編制抗震設(shè)計圖,并納入2009版NEHRP法規(guī)文件和2010版美國土木工程師協(xié)會(American Society of Civil Engineering,縮寫為 ASCE)設(shè)計規(guī)范(Federal Emergency Management Agency,2009;American Society of Civil Engineering,2010).
對于基于目標風險的地震區(qū)劃圖(risk-targeted seismic design maps),目標風險(risktargeted)是抗震設(shè)計要考慮的最大失效風險(Lucoet al,2007),依據(jù)目標風險確定的地震動參數(shù)稱為目標風險地震動(risk-targeted ground motion)、目標性能地震動(target performance ground motion)、風險一致地震動(uniform risk ground motion)、失效(倒塌)概率一致地震動(uniform failure (collapse) probability ground motion)、基于性能的地震動(performance-based ground motion)等,其實質(zhì)都是一樣的.
目前,基于目標風險的地震區(qū)劃圖在美國已被廣泛應(yīng)用,法國、羅馬尼亞、加拿大、西班牙、伊朗和印度尼西亞等國家以及整個歐洲也進行了針對抗震設(shè)計規(guī)范修訂的研究.例如:Douglas等(2013)針對歐洲Eurocode 8規(guī)范,討論了法國大陸地區(qū)的目標風險地震區(qū)劃;Allen 等(2015)對加拿大國家建筑規(guī)范(National Building Code of Canada,縮寫為 NBCC)中的目標風險進行了討論;Silva等(2016)基于泛歐一致地震危險性項目的統(tǒng)一地震危險性圖,給出了歐洲地區(qū)基于目標風險的地震動分布;Vacareanu等(2018)采用與美國抗震設(shè)計圖一致的方法在地震活動強烈的羅馬尼亞編制了一致目標風險圖;Iervolino等(2017)采用同樣的技術(shù)方法對整個意大利地區(qū)的地震風險進行了評估;Taherian和Kalantari (2021)使用中東地震模型(EMME14)中的地震危險性結(jié)果,編制了伊朗地區(qū)基于目標風險的地震區(qū)劃圖;東南亞地區(qū)的印度尼西亞在2012年版的建筑設(shè)計規(guī)范SNI-726-2012中就采用了基于目標風險的最大考慮地震(MCER)抗震設(shè)計圖,2017年基于最新數(shù)據(jù)和認識對圖件進行了更新,2019年又在2017年圖的基礎(chǔ)上,經(jīng)易損性分布修訂等工作,推出目標風險為50年倒塌概率1%的新抗震設(shè)計圖(Sengaraet al,2020);Kharazian等(2021)基于西班牙半島新的地震危險性評價結(jié)果,研究了考慮倒塌和屈服兩種不同破壞狀態(tài)的目標風險抗震設(shè)計圖編制,并探討在考慮一致風險假設(shè)的情況下地震動確定方法是否會對現(xiàn)行設(shè)計地震動PGA值產(chǎn)生顯著影響;張萌和潘華(2022)探討了將核電工程中廣泛采用的確定基于性能的地震動參數(shù)的“設(shè)計因子法”用于確定目標風險地震動,并編制了中國大陸地區(qū)基于目標風險的地震區(qū)劃圖,同時對倒塌概率、失效風險概率、易損性標準差等幾個關(guān)鍵參數(shù)的合理取值問題進行了討論.上述工作體現(xiàn)了未來地震區(qū)劃圖發(fā)展的可能趨勢.
本文擬對基于目標風險的地震區(qū)劃圖中地震動參數(shù)確定的原理與方法、區(qū)劃圖研究與編制的現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展方向進行綜述,以資我國地震區(qū)劃圖相關(guān)工作參考借鑒.
地震工程學家很早就意識到未來地震在場點產(chǎn)生的地震動的隨機性,以及建筑材料強度的變化、工藝質(zhì)量、結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)模型的不精確性等因素,會導(dǎo)致按所考慮的最大地震動進行抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)在遭遇不超過該最大地震動的地震動作用時也存在倒塌的可能(FEMA,2010).
美國應(yīng)用技術(shù)委員會最早在其發(fā)布的ATC3-06報告中提出了地震風險的概念,以及計算結(jié)構(gòu)地震風險的“風險積分”方法(Applied Technology Council (縮寫為 ATC),1978).該方法的核心是引入在給定地震動下結(jié)構(gòu)失效的概率評價.采用概率方法對由地震動導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的概率進行估計,這些概率估計值稱為易損性函數(shù).易損性函數(shù)假定滿足對數(shù)正態(tài)分布,可以用兩個參數(shù)完全定義,即在某地震動下的倒塌概率和對數(shù)正態(tài)分布的標準差.風險積分方法通過地震危險性曲線與結(jié)構(gòu)易損性函數(shù)卷積來計算結(jié)構(gòu)的失效風險曲線,反映結(jié)構(gòu)地震風險.失效風險PF定義為給定時段內(nèi)結(jié)構(gòu)超越某一特定性能極限狀態(tài)發(fā)生失效的概率,也可稱為“不可接受性能年均發(fā)生率”或“目標性能指標”(target performance goal)(ASCE,2005).
對于核電等重大工程,根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分類的不同,規(guī)定了不同的失效風險PF目標,其中最為重要的安全物項(Seismic design category-5)對應(yīng)最低失效風險為每年10-5(ASCE,2005).美國抗震設(shè)計圖采用50年倒塌概率1%為失效風險概率.
失效風險PF可采用下面兩個積分公式之一計算得到(ATC,1978;McGuire,2004),即
式中:H(a)為經(jīng)由概率地震危險性分析得到的地震危險性曲線;PF|a為結(jié)構(gòu)易損性函數(shù),是給定地震動下結(jié)構(gòu)失效概率的對數(shù)正態(tài)分布函數(shù),其一階導(dǎo)數(shù)為給定地震動下結(jié)構(gòu)失效概率密度,它們都代表經(jīng)設(shè)計后結(jié)構(gòu)的失效防護抗震性能.式(1)與式(2)是等效的(McGuire,2004),但式(1)更加方便,因是直接與地震危險性分析鏈接,并利用了地震危險性曲線,因此,在基于地震風險的相關(guān)應(yīng)用中得到普遍的使用.
能夠在設(shè)計中滿足結(jié)構(gòu)失效風險PF目標的地震動,稱為“目標風險地震動”(risk-targeted ground motion,縮寫為RTGM),通常基于前述的風險積分方法來確定.在核電工程的相關(guān)文獻和設(shè)計法規(guī)中常被稱為“基于性能的方法”(performance-based approach)(USNRC,2007),這是因為目標風險關(guān)聯(lián)特定結(jié)構(gòu)失效性能的極限狀態(tài),如核設(shè)施的顯著非彈性形變出現(xiàn)狀態(tài)、一般建筑結(jié)構(gòu)的倒塌極限狀態(tài)等.
易損性函數(shù)的確定是風險積分的重要環(huán)節(jié),它涉及兩個重要參數(shù),即給定地震動的倒塌概率和對數(shù)正態(tài)分布的標準差β.后者通常可以根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計、結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析等方法估計,如美國抗震設(shè)計圖編制中β取為0.8 (Lucoet al,2007).給定地震動的倒塌概率反映抗震設(shè)計中可接受的風險程度.在美國建筑設(shè)計相關(guān)的法規(guī)中,均采用了“可接受的風險”(acceptable risk)的概念,并采用以下具體限定:在建筑法規(guī)所考慮的最強地震動作用下,任何結(jié)構(gòu)發(fā)生部分或完全倒塌的概率很小,約為10%;對于居住大量人員的結(jié)構(gòu),可接受的倒塌概率更小,6%左右;對于履行應(yīng)急、安全等重要功能的結(jié)構(gòu),需要更低的倒塌概率,接近3% (Federal Emergency Management Agency,2010).
當式(1)中,失效風險PF,概率地震危險性曲線H(a),可接受失效發(fā)生概率c(設(shè)計準則),易損性函數(shù)的對數(shù)正態(tài)分布標準差β確定(經(jīng)驗設(shè)定),則通過迭代的積分運算可以得到失效概率為c的目標風險地震動Ac.美國抗震設(shè)計圖采用的目標風險地震動MCER對應(yīng)c為10%,PF為50年倒塌率1%.
基于目標風險的地震動首先被應(yīng)用于美國能源設(shè)施等重大建設(shè)工程的抗震設(shè)計中(Kennedy,Short,1994),隨后被吸納入核電工程的相關(guān)技術(shù)標準,如美國土木工程師協(xié)會標準 ASCE43-05 (ASCE,2005)、美國核管會 NRC 監(jiān)管指南 RG1.208 (USNRC,2007).這些標準基于目標風險地震動確定,未采用“風險積分”方法,而是提出了“設(shè)計因子法”.該方法假定地震危險性曲線可以簡化為冪函數(shù),結(jié)合對數(shù)正態(tài)分布函數(shù),最終建立目標風險地震動與概率一致地震動設(shè)計因子(調(diào)整系數(shù))之間的關(guān)系式,可用于確定基于目標風險的地震動或基于性能的地震動,極大地方便了規(guī)范應(yīng)用(Kennedy,2011).在吸收了核電工程的應(yīng)用經(jīng)驗后,美國開始在建筑抗震設(shè)計中考慮基于目標風險的最大考慮地震MCER(Lucoet al,2007),并以抗震設(shè)計圖加以呈現(xiàn).MCER的確定采用經(jīng)典的“風險積分”方法.風險積分法和設(shè)計因子法各有長短,目前的應(yīng)用場景差異也相對清晰,但實質(zhì)上都能獲得給定目標風險的地震動參數(shù),為此,張萌和潘華(2022)探討將“設(shè)計因子法”擴展應(yīng)用于基于目標風險的地震區(qū)劃圖.當前“風險積分”方法依然是國際范圍內(nèi)基于目標風險的地震區(qū)劃圖編制采用的通用方法.
2009年美國首先發(fā)布了基于目標風險的抗震設(shè)計圖(FEMA,2009),并被ASCE7-10規(guī)范采納(ASCE,2010),在此后的十多年中,又陸續(xù)更新了2014版、2018版美國國家地震區(qū)劃圖與相應(yīng)的規(guī)范ASCE7-16、ASCE7-20,這使得這一新的抗震設(shè)計理念和地震區(qū)劃技術(shù)得以被廣泛接受.當前,國際上越來越多的國家開始探討編制基于目標風險的地震區(qū)劃圖的必要性,并推廣該圖在建筑抗震設(shè)計規(guī)范中的應(yīng)用.
在美國頒布的推薦標準 FEMAP-750 (FEMA,2009)和抗震設(shè)計準則 ASCE7-10 (ASCE,2010)中,均采用風險積分方法編制基于目標風險的抗震設(shè)計圖,但圖件的表征方式在ASCE7-10中更加典型(潘華等,2017),為MCER的等值線圖(圖1),在此后更新的各版中均采用同樣的方式.以風險積分法確定地震動參數(shù)時,采用β=0.8 (或0.6),c=0.1 (對應(yīng)地震動水平為 MCE),PF為 50年倒塌率 1%.Liel等(2015)的研究表明,采用與規(guī)范中相同的c和β時,受俯沖帶地震影響的區(qū)域50年內(nèi)的倒塌概率在0.21%到0.62%之間變化,而在近斷層位置風險偏高,在某些情況下可達6%,故 Liel等(2015)建議在 ASCE7-10中考慮俯沖帶地震和近斷層效應(yīng).
圖1 美國西部基于目標風險的 1 s譜加速度抗震設(shè)計圖(引自ASCE,2010)Fig.1 Risk-targetedseismic design map of 1 s spectrum acceleration in the western United States (after ASCE,2010)
Douglas等(2013)以法國現(xiàn)行的抗震設(shè)計規(guī)范Eurocode 8為基礎(chǔ),給出了法國大陸地區(qū)的以年10-5(對應(yīng)地震動水平為50年超越概率10%)為目標倒塌概率的PGA抗震設(shè)計圖(圖2).該研究發(fā)現(xiàn),與基于目標風險的方法在美國城市的應(yīng)用相比,目標風險地震動不會導(dǎo)致法國當前的地震危險性區(qū)劃圖有較大改變,也不會導(dǎo)致不同城市之間設(shè)計地震動相對大小的變化.
圖2 法國大陸基于目標風險的 PGA 抗震設(shè)計圖(引自 Douglas et al,2013)Fig.2 Seismic design map of risk-targeted PGA in France (after Douglas et al,2013)
Allen 等(2015)討論了加拿大國家建筑規(guī)范(National Building Code of Canada)中所代表的地震風險.為了便于比較,對Luco等(2007)基于目標風險的地震動確定方法得出的地震動值與2015年NBCC提出的地震動值進行劃分(50年超越概率2%).對比結(jié)果顯示,在加拿大西南部,1.0 s反應(yīng)譜周期加速度的目標風險地震動與一致危險性地震動的比值介于0.84到1.0之間.
Silva等(2016)采用適用于歐洲地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)百個結(jié)構(gòu)易損性模型和SHARE項目的地震危險性結(jié)果,計算了歐洲地區(qū)的一般建筑結(jié)構(gòu)的地震風險.假設(shè)在重現(xiàn)期為2 475年的地震動下結(jié)構(gòu)倒塌概率為10%,對于兩個β值(0.6和0.8),他們發(fā)現(xiàn)在重現(xiàn)期為475年的設(shè)計地震動加速度下結(jié)構(gòu)倒塌概率為10-3—10-2,并且基于損失估計,選擇c=10-3,PF=5.0×10-5,最終給出了歐洲地區(qū)新的基于風險的抗震設(shè)計地震動圖(圖3).
圖3 歐洲大陸基于目標風險的 PGA 風險系數(shù)圖(引自 Silva et al,2016)Fig.3 Risk coefficients map of risk-targeted PGA in Europe (after Silva et al,2016)
Vacareanu等(2018)對Luco等(2007)和Silva等(2016)提出的基于風險的參數(shù)取值在羅馬尼亞進行了檢驗.與之前的一致危險性地震區(qū)劃圖相比,基于目標風險計算得到的PGA發(fā)生了顯著變化.Vacareanu等(2018)計算了β=0.8,c=0.1和0.001條件下475年平均重現(xiàn)期的設(shè)計PGA與PF=2×10-4的風險目標PGA之間的比值.對于較低的c,比值低于0.6,而對于較高的c,比值大于1.0.最后,考慮到475年和2 475年這兩個重現(xiàn)期,使用c=0.1和c=0.001分別給出了新的基于目標風險的設(shè)計地震動圖.根據(jù)全國范圍內(nèi)的風險分布,他們認為,正如Silva等(2016)所建議的,使用c=0.001會導(dǎo)致PF的分布不太現(xiàn)實.
Iervolino等(2017)對整個意大利地區(qū)的地震風險進行了評估,其結(jié)果表明:整個領(lǐng)土內(nèi)符合意大利抗震設(shè)計規(guī)范要求的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的年倒塌風險介于10-5—2.02×10-4之間;對于單層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其年倒塌風險介于10-5—6.35×10-3.
Taherian和Kalantari (2019)根據(jù)伊朗抗震設(shè)計規(guī)范采用的c=0.01和β=0.8的倒塌易損性曲線,給出了伊朗地區(qū)基于目標風險的抗震設(shè)計圖.Taherian和Kalantari (2021)又以50年內(nèi)倒塌率為1%作為目標風險PF,給出了兩種不同結(jié)構(gòu)(β=0.6和β=0.8)的地震風險圖,最后得出結(jié)論,即基于50年超越概率2%的地震動水平進行抗震設(shè)計會導(dǎo)致全國范圍內(nèi)更均勻的倒塌風險.
Kharazian等(2021)采用不同的β和c對西班牙進行地震風險分析,以評估不同參數(shù)取值對風險分析結(jié)果的影響.最終認為當β=0.7,c=3×10-4時得到的一般建筑結(jié)構(gòu)的目標風險地震動與當前的設(shè)計地震動較為一致.
借鑒美國的做法,印度尼西亞抗震建筑規(guī)范SNI1726—2012也吸收了基于風險的理念(Sengaraet al,2016).通過設(shè)定50年結(jié)構(gòu)倒塌概率1%和c=0.1,該規(guī)范給出了0.2 s和1.0 s反應(yīng)譜周期的地震動加速度值.考慮到代表印度尼西亞更廣泛地區(qū)的材料特性和其它相關(guān)因素,該規(guī)范采用的β值約為0.7.
近年來,已有部分學者開展了針對我國一般建筑結(jié)構(gòu)的地震風險評價與基于目標風險的設(shè)計地震動確定的相關(guān)研究.例如:王叢和呂大剛(2020)基于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和第五代《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》給出的地震動強度,對我國一般建筑結(jié)構(gòu)風險導(dǎo)向地震動決策參數(shù)進行了相關(guān)分析;張萌和潘華(2022)探討了將“設(shè)計因子法”應(yīng)用于確定目標風險地震動,提出了反應(yīng)譜設(shè)計因子與地震動形狀參數(shù)的擬合式,并計算編制出中國大陸地區(qū)基于目標風險的地震區(qū)劃圖,同時也針對適合我國國情的倒塌概率、失效風險水平、易損性標準差等幾個關(guān)鍵參數(shù)的合理取值進行了研究.
根據(jù)前文對基于目標風險的地震區(qū)劃圖編制原理、方法及國內(nèi)外應(yīng)用狀況的分析與綜述,作者對基于目標風險的地震區(qū)劃圖未來的發(fā)展趨勢及存在的問題提出了以下相應(yīng)的見解與建議:
1) 采用基于目標風險的地震動進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以預(yù)先了解結(jié)構(gòu)達到特定性能水平(如不倒塌)的概率,使得在國土范圍內(nèi)達到地震風險一致的抗震設(shè)防目標.因此,這一抗震設(shè)計理念會被更廣泛地接受與應(yīng)用,基于目標風險的地震區(qū)劃圖也會成為世界范圍內(nèi)越來越多的國家建筑抗震設(shè)計規(guī)范的選擇.未來我國地震區(qū)劃圖也必然會采用地震危險性圖與抗震設(shè)計圖(或地震區(qū)劃圖)分開、并行發(fā)展的模式,在更科學、更細致、更全面地呈現(xiàn)國家地震危險性的同時,也能實現(xiàn)對國土抗震設(shè)防要求的區(qū)劃.同時,國際上興起的基于性能的設(shè)計,以及更加關(guān)注倒塌風險控制的基于目標風險地震動的設(shè)計理念,也將影響我國未來抗震設(shè)計規(guī)范的發(fā)展.為此,應(yīng)盡快將基于目標風險的地震區(qū)劃圖的編制納入我國地震區(qū)劃業(yè)務(wù),完善抗震設(shè)防要求體系,服務(wù)基于風險控制的抗震設(shè)計需求.
2) 基于目標風險的地震區(qū)劃圖,針對的是設(shè)計規(guī)范中結(jié)構(gòu)失效防護所考慮的最強地震動作用,因此,以最強地震動為抗震設(shè)計中各級地震作用確定的基準,是設(shè)計規(guī)范應(yīng)發(fā)展的方向,體現(xiàn)的是隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展而提升國家重點保障的抗震設(shè)防目標(如由生命安全提升為倒塌防護).我國目前地震區(qū)劃圖以50年10%超越概率下的地震動參數(shù)為基準地震動參數(shù),與現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010)(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,2010)相配套,未來可以考慮過渡到基于目標風險的地震區(qū)劃圖,適應(yīng)設(shè)計規(guī)范可能的發(fā)展.
3) 合理確定結(jié)構(gòu)“可接受風險”,也即規(guī)范中考慮的最強地震動的倒塌概率,對易損性函數(shù)的確定比較重要,也直接影響基于風險的地震動的合理確定.我國當前建筑的抗震設(shè)計尚未提出明確的“可接受風險”目標,在大多數(shù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中只依靠來自于震例經(jīng)驗的構(gòu)造措施實現(xiàn)抗倒塌性能,難以給出明確的可接受的倒塌概率.未來隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展,以及國家以人為本的安全發(fā)展趨勢,應(yīng)及時發(fā)展基于最強地震動作用下可接受失效風險的抗震設(shè)計方法,并與各類結(jié)構(gòu)的“可接受風險”目標達成共識.在編制基于目標風險的地震區(qū)劃圖時,應(yīng)該對地震區(qū)劃圖適用的建筑或結(jié)構(gòu)“可接受”的倒塌風險進行充分的論證.
4) 地震風險對易損性函數(shù)標準差β的變化比較敏感.當前國際上采用的標準差β值的范圍為0.5—0.8,各國都有所不同.在美國抗震設(shè)計圖編制中采用β為0.8或0.6,在歐洲這一數(shù)值偏高,這是由于不同地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)模型、設(shè)計標準、服役情況等不同,建筑結(jié)構(gòu)易損性標準差的評估會存在一定差異,這會直接影響到各地區(qū)結(jié)構(gòu)地震風險水平的評價.未來各國編制基于目標風險的地震區(qū)劃圖時,會針對本國建筑結(jié)構(gòu)的基本國情,采用各自國家適用的結(jié)構(gòu)易損性模型及標準差值.我國尚未提出能被廣泛接受的結(jié)構(gòu)倒塌易損性標準差值,也較缺乏針對我國國情開展的易損性標準差確定的研究.我國地域廣大,各地地震危險性水平、社會經(jīng)濟發(fā)生狀況、建筑結(jié)構(gòu)特點、建設(shè)工藝水平、建筑材料性質(zhì)等差異較大,必然導(dǎo)致易損性標準差的較大變化,因此,一方面要對我國全國和各地區(qū)適用的易損性標準差開展深入研究,另一方面也需要發(fā)展能夠采用不同易損性標準差來編制基于目標風險的地震區(qū)劃圖的技術(shù)(張萌,2021).