地下结构地震破坏形式与抗震分析方法综述
地下结构地震破坏形式与抗震分析方法综述
摘要：随着人口的在激增以及经济的发展，人们的需求也开始狂飙式的增长。然而，城市的空间有限，地面空间已经被充分利用，人们的视线开始转为地下，地下结构的开发缓解了城市的地面压力。然而，由于地下结构的抗震技术的发展还并不成熟，在地震后，往往会造成地下结构的损坏甚至直接丧失继续工作的能力，给人们的财产安全带来威胁，影响人们的正常生活。因此在此文中对地下结构的震害形式以及近年来地下结构抗震分析的研究成果进行展示。以加深对地下结构震害的了解，并引起人们对地下结构抗震减震的重视。
关键词：地下结构抗震，震害形式，抗震分析，抗震减震
0 引言
地震是自然界自然界一种常见的自然灾害，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次地震。其中绝大多数太小或太远以至于人们感觉不到。真正能对人类造成严重危害的地震大约有一二十次，能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。然而，这种地震不仅仅会给损害人们的财产安全，更有甚者会威胁到生命安全。
以往的抗震研究主要集中在地上建筑。认为地下结构受到的外界环境较少，各方向约束较多，刚度较大，且高度较小，加之过去地下结构的建设规模相对较少，地下结构受地震作用引起的结构的严重破坏的相关资料也较少，因此地下结构的工程抗震研究及设计长期未得到足够的重视。
1923年日本关东大地震（M8.2），震区内116座铁路隧道，有82座受到破坏；1952 年美国加州克恩郡地震（M7.6），造成南太平洋铁路的四座隧道损坏严重；1976年唐山地震（M7.8），唐山市给水系统完全瘫痪，秦京输油管道发生五处破坏；1978年日本伊豆尾岛地震（M7.0）震后出现了横贯隧道的断裂，隧道衬砌出现了一系列的破坏；特别是1995年日本阪神大地震（M7.2）中，神户市及阪神地区几座城市的供水系统和污水排放系统受到严重破坏，其中神户市供系统完全破坏，并基本丧失功能。神户市部分地铁车站和区间隧道受到不同程度的破坏，其中大开站最为严重，一半以上的中柱完全倒塌，导致顶板坍塌和上覆土层大量沉降，最大沉降量达2.5m。
地震对地下结构造成大规模破坏的同时，地震对地下结构的安全性构成的威胁也开始引起了人们的重视，地下结构工程抗震从业者在震后获取了大量的地震动作用在地下结构上产生的动力特性及影响结构动
力响应的影响因素等宝贵资料，对地下结构工程抗震减震领域的发展具有极大的推动作用。
近年来，关于地下结构的工程抗震分析方法的文献大量涌现。学者从不同角度对地下结构抗震进行阐述，并且有不少理论转化为工程技术，在工程实践中得到了论证。笔者试图综合前人的研究成果，在本文中简要介绍地下结构在地震作用下的破坏形式以及地下结构抗震分析方法，以便加深对地下结构工程抗震的了解，也可增加人们对地下结构工程抗震的重视程度。
1 地下结构震害
由于所处环境、约束情况等的差异，地下结构的破坏形式与结构破坏的影响因素与地上结构有很多不同之处。
1.1 地下结构震害形式
以下以日本阪神地震为主要对象，结合其他地震造成的震害，总结了地铁车站、地下管道、地下隧道的主要震害形式。
1.1.1 地铁震害形式［1］
地铁破坏包括地铁站、区间隧道和两者之间的连接部分的破坏，其中地铁车站的破坏最为严重。
(1) 中柱开裂、坍塌，甚至丧失承载力，造成地面不同程度塌陷。
(2) 顶板开裂、坍塌
(3) 侧墙开裂
1.1.2 地下管道震害形式［2］
(1) 管道接口破坏，在三种破坏形式中所占比重最大
(2) 管段破坏
(3) 管道附件以及管道与其他地下结构连接的破坏
1.1.3 地下隧道震害形式［3］
（1）隧道内部产生裂缝，混凝土剥落
（2）隧道环向施工缝处产生剥落，底板产生隆起或倾斜
1.2 地下结构地震反应的特点［4］
在地震作用下，地下结构与地上结构的振动特性有很大的不同。二者作对比如下：（1）地下结构的振动变形受周围地基土壤的约束作用显著，结构动力反应一般不明显表现出自振特性的影响。地面结构的动力反应则明显表现出自振特性的影响，特别是低阶模态的影响
（2）地下结构的存在对周围地基地震动的影响一般很小。（指地下结构的尺寸相对于地震波长的比例较小的情况）。地面结构的存在则对该处自由场的地震动发生较大的干扰
（3）地下结构的振动形态受地震波入射方向的影响很大，地震波的入射方向发生不大的变化，地下结构的变形和应力可以发生较大的变化，地下结构各点的变形和应力可以发生较大的变化。地面结构的振动形态受地震波的入射方向影响较小
（4）地下结构在振动中各点的相位差别十分明显。地面结构在振动中各点的相位差不很明显
（5）一般而言，地下结构在振动中的主要应变与地震加速度大小的联系不很明显，但与周围岩土介质在地震作用下的应变或关系密切。对地面结构来说，地震加速度则是影响结果动力反应大小的一个重要因素
（6）地下结构的地震反应随埋深发生的变化不很明显。对地面结构来说，埋深是影响地震反应大小的一个重要因素
（7）对地下结构和地面结构来说，他们与地基的相互作用都对它们的动力反应产生重要影响，但影响的方式和影响的程度则是不相同的
总的看来，对地面结构和地下结构来说，虽然结构的自振特性与地基振动场对结构的动力反应产生重要影响，但对地面结构来说，结构的形状、质量、刚度的变化，即其自振特性的变化，对结构反应的影响很大，可以引起质的变化；而对地下结构来说，对反应起主要作用的因素是地基的运动特性，一般来说，结构形状的变化，对反应的影响较小，仅产生量的变化。因此，在当前所进行的研究工作中，对地面结构来说，结构自振特性的研究占很大的比重，而对地下结构来说，地基地震动的研究则占比较大的比重。
2 地下结构抗震分析方法
地下结构抗震分析方法是以地上结构的抗震理论为基础发展而来的。在20世纪50年代之前，国内外地下结构的抗震设计大多都按照日本大森房吉提出的静力学理论来计算地震力。60年代初，前苏联学者将弹性理论引入地下结构抗震研究，得出地下结构地震作用的精确解和近似解，即拟静力法。60年代末，美国学者提出地下结构并不抵御惯性力，而应加强地下结构吸收变形的延性，同时保持静荷载承载能力的新思想。70年代，日本学者从地震观测资料着手，结合原型测试和模型试验，建立了数学模型，并结合波的多重反射理论，提出了反应位移法、应变传递法、地基抗力法等实用计算方法。计算机的发展又推动了地下结构抗震分析的数值方法的发展，计算机的强大的计算功能使数值方法得到了实现的可能。
总的来讲，地下结构工程抗震分析方法大致可以分为原型观测、模型试验及理论方法。其中，理论方法又可以根据其解析法或
数值法的运用程度可分为解析法、半解析法、数值方法。
2.1 原型观测
原型观测［5］是通过实测地下结构在地震过程中表现出的动力特性，从而了解其地震响应特点。其通过长期的观测、统计、记录，对各地区的地震烈度进行反复校核，并建立数据库。再通过对所记录的数据进行分析，深入了解地下结构在地震动作用下结构的动力反应特性，从而达到抗震减震的作用。
原型观测包括震害调查和现场试验两部分，震害是最真实的原型试验的结果，能够真实反映地震动及地下结构破坏的特点，因此一直受到人们的重视，目前震害调查的相关资料正在不断增加。然而，震害调查往往是在地震结束后才进行的，会受到观测时间、手段及条件等方面的限制，很难量测到地震过程中的动力响应，加之无法控制地震波的输入机制和边界条件，更加无法人为主动地去改变某些因素，从而对某一现象进行全方位、多角度地进行观测。因此，我们会通过现场试验这一途径在一定程度上弥补震害调查方法的不足。
2.2 模型实验
模型实验一般是通过激振实验来研究地下结构的响应特性。模型试验包括人工震源实验和振动台试验［6-8］，人工震源实验由于起震力较小，很难反映出建筑物的非线性性质和地基断裂等因素对地下结构地震反应的影响，一般不宜采用。然而振动台试验能很好的解决这一问题，振动台试验根据施加的动力类型的不同，可以分为简谐振动、模拟地震震动和天然振动。
目前，振动台试验总的发展趋势是：多向控制运动（双向、三向或六分量）、大台面（15m*15m；10m*10m）、大推力（100t 模型重量）和强地震动（≧1.0g）。［9］模型试验需要正确理解动力学原理，否则实验设计的与分析会导致错误的结果甚至得不到结果。
2.3 理论方法
理论方法包括解析法、半解析法和数值法。解析法有地震系数法、反应位移法、围岩应变传递法、BART隧道设计法和等代地震荷载法；半解析法即波动拟静力法；数值方法包括有限元法、有限差分法、离散元发、边界元法以及杂交法。
（1）地震系数法［10］
又称静力法、惯性法或拟静力法，该法由日本学者大森房吉首次提出。假定地下结构的震动与周围围岩介质的震动完全一致。基于此假定，将地震作用惯性力简化为地面运动加速度与结构质量的乘积，从而将随时间而变化的动力地震荷载转化为静力地震荷载。地震惯性力如下：
C
F M K M
g
τ
==
地震加速度
地震系数
需要指出的是，地震系数法算出的结构内力往往偏大与动力响应分析的结果。
（2）反应位移法［11］
反应位移法在有的文献中又可以称为响应位移法、反应变位法或响应变位法。反应位移法包括纵向反应位移法和横向反应位移法。反应位移法认为地下结构的变形受到周围岩土介质的约束，岩土介质的变形一部分传递给结构，从而由此计算结构内力。
纵向反应位移法先求得结构在某一深度的震动位移，再计算底层沿结构纵轴产生的最大拉应变及最大弯曲应变，利用应变传递比考虑介质应变传递到结构的折减，可以计算出结构纵轴处的轴弹簧上。其次，按地震反应分析求得的最大加速度分布确定结构上的水平惯性力荷载和动水压力。最后，将地震反应分析求得的最大水平剪力施加于结构顶部，将水平剪应力与结构上惯性力之和施加于结构底面进行结构向应变和弯曲应变。
横向反应位移法，首先求得结构断面所在深度位置的震动位移（或称地层位移），τ
C
K
质量
M
g重力加速度
将周围地层对结构的变形的约束作用简化为弹簧，然后将上述水平位移强迫静态的作用于地下结构侧向本身地震反应计算，进而用静力法确定结构横断面中地震所产生的内力。
（3）围岩应变传递法［12］
在对地下管道、地下油库以及海底隧道的地震反应长期观测中发现，地下结构的应变波与地层的应变波极其相似。围岩应变传递法正式基于这一发现发展而成的一种地震反应计算方法。
（4）BART法［13］
BART法是美国20世纪60年代末修建旧金山海湾地区快速运输系统建立的地下结构抗震设计准则。该法提出在地下结构的抗震设计中应该加强结构吸收周围介质强加给结构的变形能力，同时保持结构承受静荷载的能力。而不是通过某一单元去抵抗外加变形。
（5）等代地震荷载法［3］
该法的基本思想是将地震荷载作用简化为水平静力地震荷载，重力作用下的地基作用简化为约束和荷载。利用有限元动力模型计算出结构的内力后，将结果与设计地震荷载作用下结构的最大合内力响应进行对比，并将二者十分接近的静力地震荷载作为该概率水准下的等代地震荷载。
等代地震荷载法的计算过程往往会涉及到弯矩、轴力和剪力。这样计算过程会很复杂。为方便计算，通常会选取作为截面设计控制因素的弯矩进行计算，然后以弯矩为基础，对轴力剪力分别引进修正系数。
（6）波动拟静力法［10,12］
也称为波动解法。该方法由前苏联学者福季耶娃提出，故也名为福季耶娃法。
该法认为，对于波长大于隧道洞径三倍的P波和S波，只要隧道埋深大于洞径三倍，长度大于洞径五倍，就可以将地震反应的动力学问题用围岩在无穷远承受一定荷载的弹性力学的平面问题的方法解答。
（7）数值法
前述解析法大多都能较好的解决对象为均匀的，线性的内力计算问题，然而事实情况是我们身边的物质大多都是非连续的，非均匀的。面对解析法的局限性，数值法应运而生。数值法借助计算机的强大计算功能，以实现数值法在抗震分析中的运用。
目前，数值法相关软件有ANSYS、NASTRAN及ABAQUS等，这些软件融合了经典的解析分析理论和先进的数值分析方法。具有静态、动态过程分析及线性、非线性及多物理耦合场分析等多种强大的功能。
数值法包括有限元法、有限差分法、离散元发、边界元法以及杂交法。数值法通常是将结构周围的围岩介质以及结构看做是一个整体，然后通过网格划分的方法将整体离散成多个微小单元，而后进行计算。这些方法又有不同的适用性，在实际工程运用中也可以根据工程的实际条件，适当结合各种数值方法进行抗震分析。
参考文献
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［2］郑永来，杨林德，李文艺，周健.地下结构抗震.上海：同济大学出版社，2005:39
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地下结构抗震技术
地下结构的抗震分析
本报告做出了针对当前地下结构抗震分析的总结，对当前工程师使用的对地下结构进行地震效应的量化分析的方法进行了描述。将确定性及概率性这两种抗震风险分析进行了总结。对恰当的地基运动参数的发展变化进行了简要的叙述，包括峰值速度和加速度，目标反应谱及地基运动时间维度上的过往。一般来说，地下结构的抗震荷载设计是以周围的土地对地下结构产生的形变和拉应力为特点，或者是两者之间的相互作用进行研究的。 在拟静态分析法中，土地的形变是由于静荷载或者土壤和结构之间的相互作用力造成的，并不包含动态荷载或者地震波传播的影响；而在动态分析法中，则是通过数值分析工具，如有限元或者有限差分析法来针对土壤和结构之间的动态作用进行分析。本报告还讨论了一些特殊的设计中的问题，包括隧道的分段隧道的连结设计及隧道进口建筑与隧道的连结设计。 一、地下结构的抗震设计分析方法 1. 确定性抗震风险分析 确定性抗震风险分析包括一个特定的总结现场土地运动的抗震方案。这个方案要求假定一次特定规模的发生在特定地点的地震。Reiter 在1990年将该方法分为四步，如图1所示
图1 确定性抗震风险分析步骤流程 （1）识别并描述所有在该地点能产生显著地基运动的地震来源，包括其各自的几何特点以及地震潜力。最明显的特性描述地震区通常是断层的存在。Reiter 在1990年生成一个详尽的列表功能来表明可能在给定地区的断层。然而，断层的存在并不一定意味着该地区要去积极的应对这一个潜在的地震风险。其中的标准有相当大的分歧，尤其是在论述一个不活动的断层的标准时。基于美国核监管委员会的1978年联邦法规，规定能动断层这个词来表明一个断层在过去的活动35 000-500 000年有过运动。对于非民用基础设施，更短时间尺度将被使用。 （2）选择“源到特定地点”距离参数的每个源，通常是最短的震中震源定位距离，或距离最近的破裂部分的断层的距离。最近的破裂断层距离比震中距更有意义，特别是对大地震的地方，断层破裂扩展的距离超过了50岁公里。
作业条件危险性分析和预先危险性分析方法简介
作业条件危险性分析和预先危险性分析方法简介 1、预先危险性分析 1.1 方法简介 预先危险性分析法（Preliminary Hazard Analysis，PHA）又称初步危险分析。主要用于对危险物质和装置的主要工艺区域等进行分析。它常被用于评价项目、装置等开发初期阶段的物料、装置、工艺过程以及能量失控时可能出现的危险性类别、条件及可能造成的后果，作宏观的概略分析，其目的是辨识系统中潜在的危险有害因素，确定其危险等级，防止这些危险有害因素失控导致事故的发生。 1.2 预先危险性分析主要作用 1）大体识别与系统有关的主要危险有害因素； 2）分析、判断危险有害因素导致事故发生的原因； 3）评价事故发生对人员及系统产生的影响，事故可能造成的人员伤害和系统破坏、物质损失情况； 4）确定已识别危险有害因素的危险性等级； 5）提出消除或控制危险有害因素的对策措施。 1.3 预先危险性分析步骤 1）对系统的产生目的、操作条件和周围环境进行调研； 2）搜集同类生产过程中发生过的事故，查找能够造成故障、物质损失和人员伤害的危险性； 3）根据经验、技术诊断等方法确定危险源； 4）识别危险形成条件，研究危险因素转变成事故的触发条件； 5）进行危险性分级，确定其危险程度，找出重点控制的危险源； 6）制定危险防范措施。 1.4 预先危险性危险等级 在分析系统危险性时，为了衡量危险性的大小及其对系统的破坏程度，将各类危险性划分为四个等级，见下表。 危险性等级划分表 2、作业条件危险性分析 2.1 简介 作业条件危险性评价法（格雷厄姆——金尼法）是作业人员在具有潜在危险性环境中进行作业时的一
种危险性半定量评价方法。它是由美国人格雷厄姆（K.J.Graham ）和金尼（G.F.Kinney ）提出的，他们认为影响作业条件危险性的因素有三个： 1）发生事故或危险事件的可能性（L ）； 2）人员暴露于危险环境的频繁程度（E ）； 3）事故一旦发生可能产生的后果（C ）。 用这三个因素分值的乘积 D ＝L ×E ×C 来评价作业条件的危险性，D 值越大，作业条件的危险性越大。 式中，D 为作业条件的危险性；L 为事故或危险事件发生的可能性；E 为暴露于危险环境的频率；C 为发生事故或危险事件的可能结果。 2.2 取值与计算方法 1）发生事故或危险事件的可能性 事故或危险事件发生的可能性与其实际发生的概率相关。在实际生产条件中，事故或危险事件发生的可能性范围非常广泛，将事故或危险事件发生可能性的分值从实际上不可能的事件为0.1，经过完全意外有极少可能的分值1，确定到完全会被预料到的分值10为止（表2.2－1）。 表2.2－1 事故发生的可能性分值（L ） 2） 暴露于危险环境的频率 作业人员暴露于危险作业条件的次数越多、时间越长，则受到伤害的可能性也就越大。为此，K ·J ·格雷厄姆和G ·F ·金尼规定了连续出现在潜在危险环境的暴露频率分值为10，一年仅出现几次非常稀少的暴露频率分值为1。暴露于潜在危险环境的分值见表 2.2－2。 表2.2－2 暴露于危险环境的频繁程度分值（E ） 3） 发生事故或危险事件的可能结果 造成事故或危险事故的人身伤害或物质损失可在很大范围内变化，以工伤事故而言，可以从轻微伤害到许多人死亡，其范围非常宽广。因此，K ·J ·格雷厄姆和G ·F ·金尼需要救护的轻微伤害的可能结果， 它值规定为1，以此为一个基准点；而将造成许多人死亡的可能结果规定为分值100，作为另一个参考点。在两个参考点1～100之间，插入相应的中间值，列出表2.2－3 所示的可能结果的分值。 表2.2－3 事故造成的后果分值（C ）
危险性分析方法
第七章危险性分析方法 对于现代化的化工生产装置须实行现代化安全管理，也就是从系统的观念出发，运用科学分析方法识别、评价、控制危险，使系统达到最佳安全。 应用系统工程的原理和方法预先找出影响系统正常运行的各种事件出现的条件，可能导致的后果，并制定消除和控制这些事件的对策，以达到预防事故、实现系统安全的目的。 辨别危险、分析事故及影响后果的过程就是危险性分析。 危险性分析有定性分析和定量分析两种类型： 定性分析 找出系统存在的危险因素，分析危险在什么情况下能发生事故及对系统安全影响的大小，提出针对性的安全措施控制危险。 它不考虑各种危险因素发生的数量多少。(本章主要介绍定性危险分析方法) 定量分析 在定性分析的基础上，进一步研究事故或故障与其影响因素之间的数量关系，以数量大小评定系统的安全可靠性。定量危险性分析也就是对系统进行安全性评价。(在第八章进行讨论) 7.1 安全检查表 7.1.1 概述 安全检查表(SCL，Safety Check List)是进行安全检查和诊断的清单。 在编制安全检查表时，通常是把检查对象作为系统，将系统分割成若干个子系统， 按子系统制定。 安全检查表是最早开发的一种系统危险性分析方法，也是最基础、最简便的识别危险的方法。该法应用最多且广泛。 在我国目前安全检查表不仅用于定性危险性分析，有的还对检查项目给予量化，用于系统的安全评价。 安全检查表的优点： 1.安全检查是进行安全管理的重要手段，安全检查表是由各种专业人员事先经过充分的分析和讨论,集中了大家的智慧和经验而编制出来的，按照安全检查表进行检查就会避 免传统安全检查时的一些弊端，能全面找出生产装置的危险因素和薄弱环节； 2.它简明易懂，易于掌握，实施方便； 3.应用范围广,项目的设计、施工、验收,机械设备的设计、制造,运行装置的日常操作、作业环境、运行状态及组织管理等各个方面都可应用； 4.编制安全检查表的依据之一是有关安全的规程、规范和标准。 安全检查表还可对系统进行安全性评价。 7.1.2 安全检查表编制的步骤和依据 1、编制的步骤： 先组成一个由工艺、设备、操作及管理人员的编制小组，并大致按以下几步开展工作： (1)熟悉系统：详细了解系统的结构、功能、工艺流程、操作条件、布置和已有的安 全卫生设施等。 (2)搜集有关安全的法规、标准和制度及同类系统的事故资料，作为编制安全检查表 的依据。 (3)按功能或结构将系统划分成若干个子系统或单元，逐个分析潜在的危险因素。 (4)确定安全检查表的检查内容和要点，并按照一定的格式列成表。 2、编制的依据：
地震工程学心得体会
精心整理《地震工程学》课程总结? 1.对所学内容的综述? 1.1结构地震反应分析的方法? 结构地震反应分析的方法很多，下面主要介绍反应谱理论和时程反应分析法? 绍。 也并不是一次地震动作用下的反应谱，而是不同地震反应的包线。 1.1.2?? 时程分析法? 时程分析法又称作动态分析法。它是将地震波段按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用逐步积分法进行结构弹塑性动力反应分析，计算出结构在整个强震时域中的振动状态过程，给出各个时刻各杆件的内力和变形以及各杆
件出现塑性铰的顺序。? 时程分析法计算地震反应需要输入地震动参数，该参数具有概率含义的加速度时程曲线、结构和构件的动力模型考虑了结构的非线性恢复力特性，更接近实际情况，因而时程分析方法具有很多优点。它全面地考虑了强震三要素；比较确切地、具体地和细致地给出了结构弹塑性地震反应。? 1.1.3地震信号频域分析? ???? X(f）， 1.2? 1.2.1 （1) ??(2 （3 ?（4 性和有效性；? ?? （5）验证抗震理论、结构地震反应分析方法、结构振动控制算法等的可靠性和适用性。? 1.2.2? 结构抗震试验的实施程序? ??
（1）确定研究目标和试验方法，含试验目的、试验设备和试件的采用、需要测量的物理量等；? ?? （2）荷载施加，含与试验设备相关的荷载施加方式和加载规则等；? ?（3）测点布置和数据采集，含各类传感器和数采设备的采用、测点数量的选择；? ??（4）数据分析，含测试数据的常规处理和特殊分析。? （1 ? （2 ????旨在 （3 ?? 入下结构或构件的地震反应，研究和验证结构地震破坏机理、破坏特征、抗震能力和抗震薄弱环节。 ?（4）振动台试验? ?????振动台试验是利用振动台装置进行的结构强迫振动试验，是地震工程研究中最重要的实验手段之一。?
地震危险性概率分析计算方法简介
地震危险性概率分析计算方法简介 1.地震统计单元—地震带对场点的地震危险性贡献 设有N 个地震带对场点地震危险性有贡献，而第n 个地震带在点的某地震动年超越概为P n （Z ≥z ），则场点总的年超越概率为： ∏=≥=≥N 1 n z n -1-1z ）） （（）（Z P Z P 式中，Z 为地震动参数；z 为给定的地震动参数。 地震带是地震活动性分析的基本单元，它应具有统计上的完整性和地震活动的一致性。考虑某一地震带，其地震时间过程符合泊松过程，在T 年内的4级以上地震年平均发生率为v 则有： VT K K VT P -k e ! )(= 其中P k 为该地震带内未来T 年内发生K 次地震的概率。 地震带内大小地震的比例遵从修正的Gutenberg-Richter 震级—频度关系，相应的震级概率密度函数为： ()[]()[]οοβββ M M M M M f u -----=exp 1exp )(m 其中，β为地震带b 值的2.3倍，M u 为地震带的震级上限。 2.地震带内潜在震源区的地震危险性分析 假定在每一个地震带的各个潜在震源区内，地震活动水平和强度的分布是相对均匀的。潜在震源区的地震空间分布系数是与震级有关的，记为f l,mj ,其物理含义为发生一次震级为m j ± 0.5△m 的地震的条件下，次地震落在第l 个潜在震源区的概率。该分布系数可反映地震带内地震空间分布的非均匀性，对指定震级档，此分布系数在整个地震带内是归一的。即对不同震级档有： 1 =∑=S N 1 l j m ,l f 其中，N s 为地震带内能够发生m j ± 0.5△m 级地震的潜源区总数。 根据泊松分布模型和全概率定理，一个地震带所发生的地震在场点所产生的地震动Z ()()??? ? ??????≥?--=≥∑???∑==S m j N l N j l l m l j dxdyd f z Z P S f m P v z Z P 11,E |)(exp 1)(θθ
危险性分析方法
第八章危险性分析方法 辨别危险、分析可能发生的事故及其影响后果的过程就是危险性分析。 危险性分析是为防止危险造成事故所采取的手段，其作用是为制定防止事故发生的对策提供依据。 危险性分析需要运用系统工程的原理和方法。危险性分析有定性分析和定量分析两种类型： ①定性分析：找出系统存在的危险因素，分析危险在什么情况下能发生事故，以及对系统安全影响的大小，提出针对性的安全措施控制危险。定性分析不对各种危险因素作定量评价，本章主要介绍定性危险性分析方法。 ②定量分析：在定性分析的基础上，进一步研究事故或故障与其影响因素之间的数量关系，以数量大小评定系统的安全可靠性。在第八章介绍。 危险、危害因素 8.1.1危险因素与危害因素 危险因素是指突发性造成人身伤亡和财产损失的因素。危险因素强调突发性和瞬间作用； 危害因素是指可能造成人身伤害、职业病、财产损失和作业环境破坏的因素。危害因素强调在一定时间范围内的积累作用。 危险因素和危害因素二者有时难以区分，故有时统称为危险因素，更多的是并称为危险、危害因素。 8.1.2危险、危害因素分类 根据GB/T 13816—92《生产过程危险和危害因素分类与代码》的规定，按导致事故和职业危害的直接原因，将生产过程中的危险、危害因素分为6 类： 1、物理性危险、危害因素 （1）设备、设施缺陷如强度不够、刚度不够、运动件外露、制动器缺陷、外形缺陷等。 （2）防护缺陷如无防护、防护不当、防护距离不够、防护设施缺陷等。 （3）电危害 （4）噪声危害 （5）振动危害 （6）电磁辐射 如电离辐射：X 射线、高能电子束等；非电离辐射：激光、紫外线等。 （7）运动物危害如固体抛射物、液体飞溅物、气流冲击、岩土滑动等。 （8）明火 （9）能造成灼伤的高温物质 （10）能造成冻伤的低温物质 （11）粉尘与气溶胶（不包括爆炸性、有毒性粉尘与气溶胶） （12）作用环境不良如采光照明不良、安全过道缺陷、通风不良、气温过高或过低、空气质量差等。 （13）信号缺陷如无信号设施、信号不清、信号失准、信号选用不当等。 （14）标志缺陷如无标志、标志不清、标志不规范、标准位置不当等。 （15）其他物理危险和危害因素 2、化学危险和危害因素
浅析地下室结构设计
浅析地下室结构设计 关键词：地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计 论文摘要：随着高层建筑的飞速发展，其建筑设备用房、地下消防水池和汽车停车位多功能都应用在地下室，因此在高层建筑设计中，地下室结构设计难点繁多、意义重大。文章分析了地下室结构设计中的难点问题，并针对性提出了优化设计的方案。 一、地下室结构设计难点概述 地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。 二、建筑工程地下室结构优化设计 （一）结构平面设计 在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。 （二）抗震设计 一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反GB50011-2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端，地下室一层抗震等级定为三级，而上部结构为二级，按 GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级。 若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼，盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。 （三）地下室抗浮、抗渗设计
地震安全性评价报告编写要求
v1.0 可编辑可修改 工程场地地震安全性评价工作 报告编写要求 目录 I 报告编写的一般要求 1．总则 2．报告文字要求 3．报告图件要求 4．报告表格要求 5．符号及单位的使用 6．公式使用 7．术语使用 8．参考文献、资料、图件等的引用 Ⅱ报告编写内容与格式的要求 A．封面 B．扉页 C．目录 D．前言 1．技术思路 2．地震活动性 地震资料 区域地震活动时空特征分析 现代构造应力场 历史地震影响 近场小震活动 3．地震地质背景 区域地质构造背景 区域地震区、带
v1.0 可编辑可修改近场和场区活动构造 4．地震烈度及地震动衰减关系 地震烈度衰减关系 地震动衰减关系 5．确定性方法对场址地震危险性的评价 地震构造法 历史地震法 确定性方法对场址地震危险性的评价结果 6．概率分析方法对场址地震危险性的评价 地震危险性概率分析方法概述 潜在震源区划分 地震活动性参数的确定 地震危险性的概率计算 概率分析方法对场址地震危险性的评价结果 7．场地地震动参数的确定或地震动小区划 场地条件 场地地震反应分析模型及其参数确定 输入地震动参数的确定 场地地震反应计算与场地地震相关反应谱 场地地震动参数的确定或地震动小区划 8．地震地质灾害评价或地震地质灾害小区划 与场地地震地质灾害有关的工程地震条件勘察 场地地震地质灾害评价 地震地质灾害小区划 9．结论和建议 地震环境评价 场地工程地质条件评价
场地地震安全性评价 地震地质灾害评价 地震小区划 使用建议 I 报告编写的一般要求 1．总则 为配合《工程场地地震安全性评价工作规范(DB001－94）》的实施，使工程场地地震安全性评价工作报告编写规范化，并且更加符合评审及工程使用的需要，特制定本要求。 本要求适用于对工作规范《工程场地地震安全性评价工作规范(DB001－94）》中规定的4个等级工程所进行的地震安全性评价工作(不包括区域性地震区划)的最终报告的编写。 在编写最终报告时，其内容和格式必须符合本要求，不应增加或减少陈述的内容，但对于本要求没有包括而实际工作大纲要求进行的有关工作，可以增加相应的陈述内容。 本要求的章节条款顺序，是对最终报告的建议模式。实际报告章节安评。应在本要求的基础上，根据工程场地地震安全性评价实际工作大纲的要求和编写者的论证思路来编排。 2 报告文字要求 报告文字安排 2.1.1 叙述应条理清晰，行文流畅，章节安排符合地震安全性评价的论证思路。 2.1.2 论述理论与方法时，如本次工作采用的理论或方法系引用其他研究者的已有成果，则论述应从简但必须给出相关的引用参考文献；如采用的理论或方法系本次工作提出的新成果，则应在正文中(或以附件形式)详细给出理论阐述或对方法的原理及工作步骤的论述，可能的情况下应与现行方法进行比较并给出比较的结论。 2.1.3 对本次工作所采用的数据或资料进行论述时，如系引用现有的数据或资料，本次工作未有任何新的改动和补充，则应直接给出引用内容及其出处；如数据或资料系本次工作新的研究结果，则应加以详述；如数据或资料系对现有数据进行了部分改动而得到的，则也应对改动情况和改动原因加以详述。 2.1.4 报告各部分内容应前后衔接，上下文相互引用时(尤其是图件、表格等)须保证查有出处。 2.1.5 报告中所用专有名称、地名、人名等，必须保证上下文的一致性。 文字印刷质量以清晰为标准，报告全文排版风格应一致。
结构抗震课后习题答案解析
《建筑结构抗震设计》课后习题解答建筑结构抗震设计》第 1 章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为 6 度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50 年年限，被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。
概率性地震危险性分析中两种模型研究
第24卷第6期辽宁工学院学报V ol.24 N o.6 2004年12月JOURNAL OF LIAONING INST IT UTE OF TECHNOLOGY D ec.2004概率性地震危险性分析中两种模型研究 张晓东,刘 舰,叶 冶 (辽宁工学院土木建筑系,辽宁锦州 121001) 摘 要:概率性地震危险性分析是地震危险性分析中普遍采用的分析方法,这种方法以地面运动参数的年超越概率与平均复发周期关系的形式给出。它综合了所有地震潜源和它们的平均地震活动率对场点的影响。在输入对场点的影响时往往需要建立一定的数学模型。而不同的数学模型又有不同的适用范围。本文通过对概率性地震危险性分析方法中两种数学模型的对比研究,为在地震发生的时空不均匀性和不同地震资料精度的地震危险性分析时确定模型适用范围提出参考意见。 关键词:地震危险性;贝努利随机独立试验;模型 中图分类号:T U12 文献标识码:A 文章编号:1005-1090(2004)06-0051-02 Study of Two Models on Probability Analysis of Earthquake Hazards ZHANG Xiao-dong,LIU Jian,YE Ye (Dept of Civil E ngin eering,Liaoning Insititute of T ech nology,Jinz hou121001,China) Key words:seismic risk;random independent test;model Abstract:U sing probability to analy ze seismic risk w as the most widely used method in earthquake occurrence.This m ethod w as given in the form of relations based on annually transcendented prolabil-ity with averaged recurrence period.T he form sy nthesed all earthquake potentialities of the source to-gether w ith their av erag ed active rate and effects on seism ic spots.Inputing effects on spots needs set-ting up m athematic models.However,different mathematical models are adaptable to different ranges.Contrast studies were made of two kinds of models set up with probability analyzing seismic risks.Some referrences w ere proposed in view of inconsistence in time and space as earthquake oc-curred,with seismic risk and adaptable rang e of model analy zed. 在新编的“中国地震区划图(1990)”中,由于采用了若干改进措施,使得国际上通用的地震危险性概率分析方法,能够较好的反映我国大陆地震活动的时空不均匀性。 1 地震发生过程数学模型类型 1.1 地震活动的n重贝努利独立试验模型 假设: E为一次贝努利随机试验,它包含两个基本事件A(成功)及A-(失败),令其发生的概率分别为p=p(A),q=p(A-),其中0≤p≤1,0≤q≤1,且p+q=1; 将E独立地重复n次,令A i表示第i次试验出现的事件(i=1,2,…,n),则A1,A2,…,A n相互独立,称这一试验为n重贝努利独立试验。n次试验中,恰好有k次成功的概率为 p n(k)= n k p n q n-k,k=0,1,2,…,n(1) 从物理意义上讲,一般在某一地震活动区域内,可将地震活动的某一时间段等间隔地划分为若干小 收稿日期:2004-05-26 基金项目:辽宁工学院青年教师基金 作者简介:张晓东(1971-),男,辽宁大石桥人,讲师,硕士。
地震安全性评价报告编写要求
工程场地地震安全性评价工作 报告编写要求 目录 I 报告编写的一般要求 1．总则 2．报告文字要求 3．报告图件要求 4．报告表格要求 5．符号及单位的使用 6．公式使用 7．术语使用 8．参考文献、资料、图件等的引用 Ⅱ报告编写内容与格式的要求 A．封面 B．扉页 C．目录 D．前言 1．技术思路 2．地震活动性 2.1 地震资料 2.2 区域地震活动时空特征分析 2.3 现代构造应力场 2.4 历史地震影响 2.5 近场小震活动 3．地震地质背景 3.1 区域地质构造背景 3.2 区域地震区、带 3.3 近场和场区活动构造 4．地震烈度及地震动衰减关系 4.1 地震烈度衰减关系 4.2 地震动衰减关系 5．确定性方法对场址地震危险性的评价 5.1 地震构造法 5.2 历史地震法 5.3 确定性方法对场址地震危险性的评价结果 6．概率分析方法对场址地震危险性的评价 6.1 地震危险性概率分析方法概述 6.2 潜在震源区划分 6.3 地震活动性参数的确定 6.4 地震危险性的概率计算 6.5 概率分析方法对场址地震危险性的评价结果 7．场地地震动参数的确定或地震动小区划 7.1 场地条件
7.2 场地地震反应分析模型及其参数确定 7.3 输入地震动参数的确定 7.4 场地地震反应计算与场地地震相关反应谱 7.5 场地地震动参数的确定或地震动小区划 8．地震地质灾害评价或地震地质灾害小区划 8.1 与场地地震地质灾害有关的工程地震条件勘察 8.2 场地地震地质灾害评价 8.3 地震地质灾害小区划 9．结论和建议 9.1 地震环境评价 9.2 场地工程地质条件评价 9.3 场地地震安全性评价 9.4 地震地质灾害评价 9.5 地震小区划 9.6 使用建议 I 报告编写的一般要求 1．总则 1.1 为配合《工程场地地震安全性评价工作规范(DB001－94）》的实施，使工程场地地震安全性评价工作报告编写规范化，并且更加符合评审及工程使用的需要，特制定本要求。 1.2 本要求适用于对工作规范《工程场地地震安全性评价工作规范(DB001－94）》中规定的4个等级工程所进行的地震安全性评价工作(不包括区域性地震区划)的最终报告的编写。 1.3 在编写最终报告时，其内容和格式必须符合本要求，不应增加或减少陈述的内容，但对于本要求没有包括而实际工作大纲要求进行的有关工作，可以增加相应的陈述内容。 1.4 本要求的章节条款顺序，是对最终报告的建议模式。实际报告章节安评。应在本要求的基础上，根据工程场地地震安全性评价实际工作大纲的要求和编写者的论证思路来编排。 2 报告文字要求 2.1 报告文字安排 2.1.1 叙述应条理清晰，行文流畅，章节安排符合地震安全性评价的论证思路。 2.1.2 论述理论与方法时，如本次工作采用的理论或方法系引用其他研究者的已有成果，则论述应从简但必须给出相关的引用参考文献；如采用的理论或方法系本次工作提出的新成果，则应在正文中(或以附件形式)详细给出理论阐述或对方法的原理及工作步骤的论述，可能的情况下应与现行方法进行比较并给出比较的结论。 2.1.3 对本次工作所采用的数据或资料进行论述时，如系引用现有的数据或资料，本次工作未有任何新的改动和补充，则应直接给出引用内容及其出处；如数据或资料系本次工作新的研究结果，则应加以详述；如数据或资料系对现有数据进行了部分改动而得到的，则也应对改动情况和改动原因加以详述。 2.1.4 报告各部分内容应前后衔接，上下文相互引用时(尤其是图件、表格等)须保证查有出处。 2.1.5 报告中所用专有名称、地名、人名等，必须保证上下文的一致性。 2.2 文字印刷质量以清晰为标准，报告全文排版风格应一致。 2.3 报告中不应出现错字。 3 报告图件要求 3.1 报告中图件只对文字的表述起补充和提示作用，不可替代文字说明；凡文字说明不可取代图件表示的地方，必须给出相关图件。 3.2 图件必须插放在报告文字引用处的下方或紧接一页，但幅面大于报告文本页面数倍的大型图件，可以附件的形式进行引用(不编排图件引用编号)，并可将图件按附件形式置于报告尾部或独立于报告本体。
危险与可操作性分析研究_杜廷召
July 2010现代化工第30卷第7期M oder n Che m ica l Industry 2010年7月 分析测试 危险与可操作性分析研究 杜廷召,田文德,任 伟 (青岛科技大学化工学院,山东青岛266042) 摘要:危险与可操作性分析(HAZOP)是过程工业中广泛应用的识别危险与操作性问题的安全分析技术之一,尤其是在化工、石化等高危行业。概述了危险与可操作性分析方法基本原理的基础上,将HAZOP 产生以来的相关研究做出分类并进行了综述,包括HAZ OP 特征研究、扩展HAZ OP 分析领域、开发自动化HAZ OP 分析专家系统和动态模拟辅助的HAZOP 分析。最后对HAZ OP 技术的研究前景做出了展望。 关键词:HAZ OP ;危险与可操作性分析;过程危险性分析;安全分析中图分类号:X937 文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2010)07-0090-04 P rogress and pros pect in hazard and operability analysis DU Ting zhao ,TI AN W en de ,RE N W ei (Co llege of Che m ica l Eng ineer i ng ,Q i ngdao U niversity of Science &T echno l ogy ,Q ingdao 266042,Ch i na)Ab stract :H azard and Operab ility Ana l ys i s(HA ZOP )is one o f t he techn i ques m ost w ide l y used i n safety ana l ys i s to i dentify hazards and ope rability prob l em s in process i ndustry ,especiall y i n i ndustry w ith h i gh risk li ke che m i ca l i ndustry ,petrochem i ca l industry et al .T he funda m enta l pr i nciple ofHA ZOP i s rev ie w ed .T he resea rch re lated to HAZOP around the w orld is c lassified i nto four ca tego ries acco rd i ng to its research scope ,i nc l ud i ng character i stics study ,HAZOP scope ex tendi ng ,deve l opi ng auto m ated HAZOP expert system s and HAZOP aided w it h dyna m ic si m u l a ti on .T he resea rch prospect o fHAZOP i s prev i ewed i n the end . K ey w ords :HAZOP ;hazard and operability ana l y si s ;pro cess hazard analysis ;safe t y ana l ysis 收稿日期:2010-02-08 基金项目:山东省自然科学基金(ZR2009B M 033) 作者简介:杜廷召(1986-),男,硕士生,研究方向为化学工程,du ti ngz h ao @g m ai.l co m;田文德(1973-),男,副教授,博士,硕士生导师,研究方 向为过程系统工程。 HAZOP (H azar d and Operability Analysis)技术 最早是在20世纪60年代中期由英国帝国化学公司(I CI)首先开发应用的。最初定义为:HAZ OP 分析是由各专业人员组成的分析组对工艺过程的危险和操作性进行分析,即对新建或者已有的过程装置及工程本质进行正式的、系统的严格审查来评估单个装置的危险可能性和可能对整套装置造成的影响。HAZOP 分析的目的在于识别已有的高危险性装置的潜在危险,除去导致重大安全的问题,例如有毒物质泄漏、火灾和爆炸等。经过几十年的发展,HAZOP 分析不仅能够识别危险,而且可以辨识操作问题,其应用范围已经扩大到其他领域,例如医疗诊断系统、路况安全监测、可再生能源系统、可编程电子系统等。 1 HAZOP 分析基本原理 HAZOP 的理论依据是:工艺流程的状态参数(如温度、压力、流量等)一旦偏离规定的基准状态,就会发生问题或出现危险。它需要由一个由多学科 且经验丰富的成员组成的分析团队,首先依据过程 流程图和管道装置图将流程分为易处理的节点,以此确保对过程中的每一个装置进行分析;然后针对节点内的每个设备、操作逐一进行检验:匹配引导词(none ,less ,m ore 等)与工艺参数(fl o w,pressure ,te m perature 等)组成有意义的偏差及操作问题,并由偏差进行事故剧情的向前向后分析,最终辨识偏差原因并分析偏差后果。 常规HAZOP 分析流程 [1] 见图1 。 图1 常规HAZOP 分析流程图 90
浅析土木工程结构地震反应分析方法
2012Vol.44No.1林业科技情报 浅析土木工程结构地震反应分析方法 王亚芝 （黑龙江省林业设计研究院） ［摘要］近年来世界范围内频繁发生特大地震，其中包括我国2008年的汶川大地震，日本2011年的大地震，其震害及其次生灾害造成了巨大的人员伤亡和国民经济损失。笔者针对土木工程结构抗震一直是当今研究的热门课题这一重点主线，详细介绍了土木工程抗震领域的主要研究方法。 ［关键词］土木工程结构；地震反应；反应谱法；非线性时程分析；Pushover；IDA Earthquake Reaction Analysis Method Of Civil Engineering Structure Wang Yazhi （Forest Design And Research Institute Of Heilongjiang Province） Abstract：There are especially big earthquakes in the world frequently in recent years，including the earthquake of 2008in China and2011in Japan．They caused large casualties and national economy loss．Civil engineering struc-ture anti－seismic is a hot task．This paper introduces the main research method in the anti－seismic field of civil engineering structure． Key words：civil engineering structure；earthquake reaction；response spectrum method；non－linear time－histo-ries；Pushover；IDA 地震作用理论是研究地震时地面运动对结构物产生的动态效应，结构的地震反应取决于地震动力和结构动力特性两个方面，因此，地震反应分析方法的发展是随着人们对这两方面的认识逐渐深入而提高的。目前世界各国的土木工程结构抗震设计规范中普遍采用的是确定性地震反应分析方法，本文就目前普遍采用的以下四种地震反应分析方法进行详细的阐述。 1动力反应谱分析方法 动力反应谱理论是目前土木工程结构抗震设计中比较常用的一种分析方法。采用动力反应谱方法计算土木工程结构动力响应包括以下几个方面：第一，是确定抗震设计的反应谱，第二，将结构震动方程进行振型分解，根据场地土的平均剪切模量或场地土的剪切波速、质量密度和分层厚度实测反应谱求得每个自由的振子在各个阶段求得振型反应最大值。第三，动力反应谱分析在土木工程结构反应中的最大值可以通过SRSS或者CQC方法将各个不同的振型反应的最大值进行组合，在实际分析中所要考虑的自由度数和振型模态数要确保在纵向和横向获得90%的振型参与系数。 2非线性时程分析方法 时程分析法是20世纪60年代逐步发展起来的一种抗震分析方法。用于进行超高层建筑结构的抗震分析和工程抗震研究等。到80年代，已经成为很多国家抗震设计规范和抗震研究工作的分析方法之一。动态时程分析法是结构在地震动作用下的响应时程，可详细了解结构在整个地震持续时间内的结构响应过程，同时反应出地震动的振幅、频谱及持续时间内对结构的影响。时程分析通过结构构件内力的变化及构件逐步开裂可求出弹性和非弹性阶段的结构的内力与变形。这时结构的薄弱部位的位移即将达到最大值，从而造成结构的最终破坏，直至倒塌的全过程。 动态时程分析方法是随着强震记录的增多和计算机技术的广泛应用而迅速发展起来的以研究结构抗震的一种分析方法。动态时程分析理论考虑了反应谱不能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应包括内力和变形等。对于复杂结构体系，振型密集以及结构受到强烈地震时发生非线性反应的情况下，能够更真实地反映出结构的地震反应，从而能更精确细致地反映出结构的薄弱部位。因此采用动态时程分析理论进行地震反应分析和抗震设计成为在抗震领域比较常用的一种分析方法。但是，动态时程分析方法计算量比较大、耗时多、建立模型复杂，而且需要对计算结果进行整理做统计分析等。3静力弹塑性分析方法（Pushover） Pushover方法是目前常用的一种静力非线性分析方法，国内外学者都对其进行了广泛的研究。Pushover分析的基本思路是用一个单自由度体系来等效实际结构，代替多自由度体系，通过研究等效单自由度体系的地震弹塑性反应来预测实际结构的 · 36 ·
预先危险性分析(PHA)法
分析及评价方法-预先危险性分析(PHA)法 本文作者佚名 预先危险分析也称初始危险分析，是在每项生产活动之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。因此，该方法也是一份实现系统安全危害分析的初步或初始的计划，是在方案开发初期阶段或设计阶段之初完成的。 1．预先危险分析的主要目的 (1)识别危险，确定安全性关键部位； (2)评价各种危险的程度； (3)确定安全性设计准则，提出消除或控制危险的措施。 此外，预先危险分析还可提供下述信息： (1)为制(修)定安全工作计划提供信息； (2)确定安全性工作安排的优先顺序； (3)确定进行安全性试验的范围； (4)确定进一步分析的范围，特别是为故障树分析确定不希望发生的事件； (5)编写初始危险分析报告，作为分析结果的书面记录； (6)确定系统或设备安全要求，编制系统或设备的性能及设计说明书。 2．分析内容 由于初始危险分析从寿命周期的早期阶段开始，因此，分析中的信息仅是一船性的，不会太详细。这些初始信息应能指出潜在的危险及其影响，以提醒设计师们要通过设计加以纠正。这种分析至少应包括以下内容： (1)审查相应的安全性历史资料； (2)列出主要能源的类型，并调查各种能源，确定其控制措施； (3)确定系统或设备必须遵循有关的人员安全、环境安全和有毒物质的安全要求及其它有关的规定；
(4)提出纠正措施建议，在完成识别危险、评价危险的严重程度及可能性之后，还应提出如何控制危险的建议。 为了能全面地识别和评价潜在的危险，分析中还必须考虑的如下项目： (1)危险物品，例如：燃料、激光、炸药、有毒物、有危险的建筑材料、放射性物质等； (2)系统部件间接口的安全性，例如：材料相容性、电磁干扰、意外触发、火灾或爆炸的发生和蔓延、硬件和软件控制(包括软件对系统或分系统安全的影响)等； (3)确定控制可靠性的关键软件命令和响应，例如：错误命令、不适时的命令或响应、或由订购方指定的不希望事件等； (4)与安全有关的设备、保险装置和应急装置等，例如：联锁装置、硬件或软件故障安全设计、分系统保护、灭火系统、人员防护设备、通风装置、噪声或辐射屏蔽等； (5)包括生产环境在内的环境约束条件，如：坠落、冲击、振动、极限、温度、噪声、接触有毒物、静电放电、雷击、电磁环境影响、电离和非电离辐射等； (6)操作、试验、维修和应急规程等。 进行预先危险分析需要如下资料： (1)各种设计方案的系统和分系统部件的设计图纸和资料； (2)在系统预期的寿命期内，系统各组成部分的活动、功能和工作顺序的功能流程图及有关资料； (3)在预期的试验、制造、储存、修理、使用等活动中与安全要求有关的背景材料。 4．分析步骤 (1)参照过去同类产品或系统发生事故的经验教训，查明所开发的系统(工艺、设备)是否也会出现同样的问题； (2)了解所开发系统的任务、目的、基本活动的要求、包括对环境的了解； (3)确定能够造成受伤、损失、功能失效或物质损失的初始危险； (4)确定初始危险的起因事件； (5)找出消除或控制危险的可能方法；