地震基本烈度

地震基本烈度 基本烈度这个名词是由已故地震学家李善邦先生于50年代初提出的。近五十年来,它已为工程界普遍接受并广为使用。在我国过去和现今的工程抗震设计规范中,设防地震大都是以“基本烈度”的形式体现的。随着地震科学事业的发展,基本烈度的概念未变,但其含义却在不断地丰富和发展。通过对基本烈度的由来历史的介绍,以求了解我国设防地震的发展过程。 我国许多地区是强震活动区,建筑物和人民生命财产常受到地震的危害。人们在这样的地区进行建设时,其建筑物就需要考虑抗震措施,以策生活与生产安全。为此,设计工程师首先要知道建设场区的地震基本情况,具体说就是要地震科学工作者提供基本烈度。为什么称基本烈度呢?因为它不是某一次地震影响所致的烈度,而是用统计学计算得来的综合烈度,即在今后若干年,这一地区可能遭遇到的最大危险烈度。冠以“基本”二字是为了与一般使用的烈度意义有别。 50~60年代,确定地震基本烈度主要是依靠大量的历史地震资料。根据资料确定每次地震在各地造成影响的程度,地震的频率,及其他地震活动特征,再结合当地地质构造运动的特点,并根据场地是在地震活动区还是在地震影响区给予加权,最后确定基本烈度。“中国地震目录”(1960年版)第二集——分县地震目录中,列举了各县的地震破坏、影响情况,并尽可能提出了该县基本烈度的初步意见,供建设部门使用。如北京市的基本地震情况是,自公元438年至1955 年,共有地震记载167次,其中破坏性地震8次:1057年8度、1078年6度、1337年6度强、1588年6度、1626年7度、1665年7度强、1676年8度、1730年7~8度。北京市的基本烈度初步意见为7~8度。 为了满足大规模工程建设的需要,50年代编制了“中国地震烈度区划图”。编图原则是:①曾经发生过地震的地区,同样强度的地震还可能重演;②地质条件(或称地质特点)相同的地区,地震活动性亦可能相同。其原始图是以历史地震统计方法得到的综合烈度图为基础,结合地质构造条件类比而成,所用的划分是基本烈度。这种图没有时间限制,若用于大规模长远建设规划是没有问的;但做为具体建筑物的抗震设计使用时,则不能满足工程师们的要求。他们关心的是建筑物的有效使用寿期内,有无遭遇地震危险的可能,以便在设计时考虑抗震安全措施。各种建筑物都有一定的使用寿命,短的不过一二十年,如轻纺工业或火电厂厂房建筑等;也有数十年至数百年的,如大型水坝和铁路桥梁等。如果在建筑物使用寿期内不致遭遇危险地震,则无需考虑抗震措施,籍以节省资金。很明显,工程师们所需要的地震区划图是要附有明确的时间概念的,例如标明10年、20年、50年或100年内可能遭遇的最大地震烈度。 到了70年代,我国的地震科学事业有了长足的进步,在地震活动的时空不均匀性和强震活动的地质构造环境特征方面的研究,取得了可作为中长期地震预测的某些依据。从1972年至1976年,国家地震局编图组完成了1:300万的地震区划图。该图是描绘了初具时间概念 的地震基本烈度区划图。图中示的地震基本烈度的含义是:未来百年内,平均土质条件下,场区可能遭遇的最大地震烈度。该图被原国家基本建设委员会和国家地震局正式批准并颁布,作为中小工程抗震设防的依据,一直沿用至1991年。 众多的观测事实和研究结果均表明,地震的发生和地震动的特性,以及结构破坏都具有一定的随机因素,目前还不能做出精确的预测,必须用可靠性理论和方法来处理。到80年代,国内外在地震区划图的编制技术和方法上有了新的进展,工程结构力学和抗震设计也发展到了以极限状态为安全标准的概率设计阶段。为了适应工程建设抗震设计的实际需要和地震科学的发展水平,原国家地震局重新编制了具有概率含义的《中国地震烈度区划图(1990)》。该图所标示的地震烈度值系指50年期限内,一般场地土条件下,可能遭遇超越概率为10%的烈度值,即达到和超过图上烈度值的概率为10%。50年超越概率为10%的风险水平,是目前国际上一般建筑物普遍采用的抗震设防标准。 由前面的论述可知,虽然基本烈度是指场区在今后若干年可能遭遇到的最大危险烈度,但不同时期的含义却不尽相同。50~60年代,基本烈度是由场区在历史上曾经遭受过的最大烈度为基础,并结合当地的地质构造特点和地震发生频率而确定,没有明确的时间含义; 70~80年代,基本烈度是指未来百年内,平均土质条件下,场区可能遭遇的最大地震烈度;到了90年代,基本烈度是指50年期限内,一般场地土条件下,场区可能遭遇超越概率为10%的烈度值。 必须指出的是,作为工程抗震设防地震的基本烈度不等于抗震设 计烈度,而是抗震设计所必须考虑的基本数据。实际应用中,需要结合工程场区具体的场地条件、工程的重要性类别,按抗震设计规范中的有关规定选择相应的设计参数。