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对工程结构进行抗震设计是目前减轻地震灾害的有效途径。为了对结构进行抗震设计,需要首先确定结构的抗震设防标准。抗震设防标准问题是地震工程的重要问题,也是十分棘手的问题。抗震设防标准定得过高,会导致过高的初始造价;反之,可能导致过大的地震损失。
本文选取北京地区为背景,设计了六种不同抗震设防烈度(含七度半与八度半)的典型框架结构,计算了不同抗震设防标准下框架结构的造价。框架结构造价随设防标准提高而增加,分析给出设防标准提高一个等级结构造价提高的比例,并结合北京地区的房屋售价,分析了提高的造价占房屋售价的比例。应用53条强震记录对六个不同设防烈度的框架结构进行非线性时程分析,得出地震水平与结构破坏概率之间的关系。将分析结果与根据震害经验所得到的建筑物破坏概率矩阵进行比较,两种方法得出的结构破坏概率矩阵相差不大,前者结构倒塌发生的概率更小,几乎为零。
通过对不同设防水准下框架结构造价的分析比较,结合对社会可接受死亡率的研究,分析了北京地区提高一个设防标准等级后对社会经济的影响。最终根据“最优经济设防水准”得出北京地区的最经济设防水准。北京地区的最优经济设防烈度为8度(0.2g);北京地区将设防烈度提高到8度(0.3g)后,更能满足人们在安全方面的需求,且经济方面完全在该地区承受的范围之内。