样式
取为 0.1,公式(2)简化为重现期
9.491
X
RP
T
=
=
,
带入(3)式,由 I、I-1.55、I+1.0 得到三元一次方程
组,求出系数 a、b、c,进而分别得到不同服役期的基
本烈度(表 1)。按照基本烈度的概率标定,对 9 度区
大震确定为 I+0.5 度,这主要是因为越大的地震发生的
概率越低,或者说重现期越长,但是按照 I+0.5 度计算,
基本烈度为 9 度使,系数 a 为负数(-0.478),按照公
式(3)可得到服役期为 103 年和 210 年时的基准烈度
分别为 9.295 度和 9.5 度,进一步计算服役期为 426 年、
859 年和 1724 年时,基准烈度分别为 9.62、9.64 和
9.576,不仅几乎不再增长,而且还略有降低,说明公
式(3)不适用于基准烈度 9 度和 9 度以上上不同服役
期结构基准抗震设防烈度的计算。
表 1 不同服役期的基本抗震设防烈度
Table1 Seismic fortification intensity of different service period
系数
a
b
c
服役期(年)
11
24
50
103
210
426
859
1724
6
0.0193
1.497
1.849
6
4.95
5.49
5.99
6.50
7.00
7.5
8.0
8.5
6.5
0.0193
1.497
2.349
6.5
5.45
5.99
6.49
7.00
7.50
8.0
8.5
9.0
7
0.0193
1.497
2.849
7
5.95
6.49
6.99
7.50
8.00
8.5
9.0
9.5
7.5
0.0193
1.497
3.349
7.5
6.45
6.99
7.49
8.00
8.50
9.0
9.5 10.0
8
0.0193
1.497
3.849
8
6.95
7.49
7.99
8.50
9.00
9.5
10.0 10.5
8.5
0.0193
1.497
4.349
8.5
7.45
7.99
8.49
9.00
9.50
10.0 10.5 11.0
9
0.0193
1.497
4.849
9
7.95
8.49
8.99
9.50 10.00 10.5 11.0 11.5
9.5
0.0193
1.497
5.349
9.5
8.45
8.99
9.49 10.00 10.50 11.0 11.5 12.0
10
0.0193
1.497
5.849
10
8.95
9.49
9.99 10.50 11.00 11.5 12.0
-
10.5
0.0193
1.497
6.349
10.5
9.45
9.99 10.49 11.00 11.50 12.0
-
-
基
本
烈
度
11
0.0193
1.497
6.849
基
本
烈
度
11
9.95 10.49 10.99 11.50 12.00
-
-
-
注
:
基
本
烈
度
I
大
于
等
于
9
度
时
,
仍
取
罕
遇
地
震
为
I+1.0
度
。
地震的发生是个随机事件,越大的地震发生的概
率越低,重现期越长,从纯学术的角度可以这样认为,
对于 9 度或 9 度以上的地区,超越概率为 0.10 的中震
与超越概率为 0.025(2%~3%)的大震之间震级的差距
比较低基准设防烈度的地区减小了,这是问题的一个
方面。同时,从另外一个方面来说,地震的震级越大,
虽然发生的概率小,可是一旦发生其破坏性也越大,
人员的伤亡数量会以指数函数的形式激增,也就越需
要加强和重视。因此,表(1)的计算中,基本烈度 I
大于等于 9 度时,仍取罕遇地震为 I+1.0 度,则其超
越概率小于 0.025、或者说其重现期大于 1975 年,这
样偏于保守和安全,更有助于减小人员的伤亡。
2.2 不同服役期的抗震设防标准的讨论
表 1 同时计算了基本烈度大于 9 度和服役期达到
200-1700 多年的情形,似有“屠龙之术”的嫌疑,需
要进行解释和讨论。
学术界通常仅从物质成本的角度来研究地震
[9]
,
对
于人员伤亡也仅从社会可接受程度的角度来考虑,但
是生命无价,如果将生命和健康的价值进行物化,以
具体的数字来描述,则必然存在着一个临界值,当用
于总成本计算时取定的生命健康价值高于这个临界值
时,可严格证明目前抗震设防的标准过低还需要加强。
现有的抗震设防标准,即使对于基本烈度为 9 度
的高烈度地区,其能够做到大震不倒的烈度水平也仅
有 9.5 度,从纯学术的角度来说,特大地震(如汶川
地震中心烈度达到 11 度)房屋倒塌和人员伤亡就是必
然的。俗话说“不是地震杀人,而是房子杀人”,既
然基于性能的设计为业主提供了个性化的选择,那么
研究灾难性地震房屋不倒就未必是“屠龙之术”,而
是个性化的需求。
不仅有希望建筑更结实的需求,基于前文建筑结
实、健康、长寿辩证关系的讨论,社会也必然还有希
望建筑更长寿的个性需求。表 1 显示出越高的抗震设
防标准对应越长的服役期寿命。
3 设计寿命性能目标