地震工程学-论文 - 图文

地震工程学概述

汪维安

(西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031)

摘要：本文从地震的成因开始，介绍了世界和我国主要的地震断裂带分布。接着结合近年来国内外几次大地震，阐明了土木工程结构物震害情况及其特点，并对其震害原因进行了细致分析。随后详细介绍了基于性能的抗震设计方法，对其设计原理、主要内容做了详尽的阐述。最后简要介绍了各国抗震规范的沿革，及其抗震设计方法。 关键词：地震动；震害；桥梁结构；基于性能的抗震设计；规范

Introduction of Earthquake Engineering’s Subject

Wang wei’an

(School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 610031,China)

Abstract: In this Paper, started from cause of earthquakes, main distribution belt of earthquake faults in earthquake and China was displayed. Based on the lately earthquake events at home and abroad, earthquake damage of civil engineering structures and its character was introduced, the cause of above earthquake damage was analyzed in detail. Combined with its design principle and the main contents, a new design method of Performance-base Seismic Design(PBSD) was expounded. In the end, the amendment of specifications of earthquake Resistant Design in some different countries and design methods in above specifications was summarized.

Key words: earthquake ground motion; earthquake damage; bridge structure; Performance-base Seismic Design; Specification

0 引言

地震是一种较为常见的自然灾害，最近5年全世界范围内已经发生了“5.12“汶川大地震，“1.12”海地大地震，“3.11” 日本东太平洋大地震，这些地震的发生均造成了惨重的生命财产损失。目前我国经济建设迅猛发展，同时也带动了交通基础设施的发展，可以说当今全球最大的土木工程建设在中国。在公路、铁路、市政工程中，桥梁作为生命线工程，对其进行抗震理论研究是十分有意义的。 1 地震与震灾

1.1 地震成因及其分布

地震是一种较为常见的自然现象，关于地震的成因早期倾向于断层破裂学说，近期的观点则侧重于板块构造运动的观点，即认为它是地壳岩石中长期积累的变形在瞬时内转换为动能的结果[1]。

地震成因的宏观背景可以用板块构造学说解释[1]。板块构造学说的有关理论，从大陆漂移说开始，已有六十多年的历史。按照板块构造的理论，地球外壳约一百公里厚的部份称为岩石圈，由许多块体构成，这些块体即称为板块。主要板块包括太平 洋、欧亚大陆、澳洲、南美洲、北美州、印度洋及南极大陆等七块，若加上如菲律宾海板块等较小的板块，全世界约有十四个板块。这些板块下方的软流圈因为热力作用可产生对流运动。板块学说主张新的海洋地壳不断从中洋脊的裂谷中产生，将老的岩石圈向两则推移，海洋板块中的岩石圈一面不断生长，一面也要不断消灭，岩石圈消灭的地方是在两个板块相撞的地方，当两板块相碰

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撞的时候，其中有一板块被迫下降进入地球内部，慢慢加热，最後被吸收到地函中，周而复始的循环。据统计，全球85%左右的地震发生于板块边界带上，仅有15%左右发生于大陆内部或板块内部。

地震成因的局部机理是弹性回跳理论[1]。1906年,旧金山大地震发生后,H.F. Reid根据地表的变形而提出弹性反弹理弹解释圣安地列斯断层的形成。假设地层为弹性体,侧地层中的应力不断地使地层产生变形，积累应变能,当地层变形达某一程度, 地层中强度较弱的位置无法再承受时,地层就突然沿著强度较弱处错动,并瞬间释放出地层中所积累应变能，而发生地震。此强度较弱处即为断层。下图图1为美国西部加州San Andreas断层[4]，图2为5.12汶川地震中白鹿镇中心小学教学楼附近断层[6]。

图1 San Andreas断层 图2 5.12地震中白鹿镇中心小学断层 地震可分为天然地震和人为地震两类[1]，天然地震主要有构造地震和火山地震。构造地震是地震工程研究的主要对象。而在地震的危害中浅源地震对结构物的危害最大。

全世界主要有三个地震带，见下图3，分别为环太平洋地震带（Circum-Pacific seismic zone）、欧亚大陆地震带（Alpine-Humalayan seismic zone）和中洋脊地震带（Mid-ocean Ridge seismic zone） 这些地震带与全球性的板快构造（Plate tectonics）及其演化有密切的关系。大体而言，这些地震带都发生在板块边缘。

环太平洋地震构造系是一个具有全球尺度的一级构造系，它基本上是大洋岩石圈与大陆岩石圈相聚合的边缘构造系[1]。大陆构造系的主体是北纬20-50°之间的大陆地震秘籍环带，不仅包含欧阳大陆的地震，也包括北美大陆的地震。大陆地震震源浅，震中密集成带，它一方面与板块构造运动相关，另一方面又与板内小板块构造密切相关。

图3 地球主要地震带分布

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根据板块构造学说，中国位于欧亚板块的东南端，冻结太平洋板块，南邻印澳板块。我国大陆受到太平洋向西、印澳板块向北、欧洲板块向东的推动和挤压。当这种挤压应力在大陆岩石圈中持续积累，以致超过岩石圈所能承受的限度时，大陆地壳就会破裂而产生地震。同时从板内地震产生的断层观点看，由于地质构造的差异，使得岩石圈断裂分为大小不一、差异明显的各种断裂块体，由此构成多层、多级断层构造。我国的台湾省位于环太平洋地震带上，西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅-地中海地震带上，其他省区处于相关的地震带上。图4为我国大陆断块构造分区略图，中国地震主要分布在五个区域：台湾地区、西南地区(川滇地区)、西北地区、华北地区、东南沿海地区和23条地震带上。图5为四川省主要的深大断裂分布图。从图5可以看出四川省境内主要存在三大断裂带，即：龙门山断裂、鲜水河断裂及安宁河断裂，呈“Y”字形分布，”5.12”汶川大地震即发生在龙门山断裂带及其沿线上。

图4 中国断块构造分区略图

图5 四川省主要的深大断裂分布图

1.2 地震及其灾害介绍

地震灾害具有突发性和毁灭性，全世界每年平均发生破坏性地震近千次，其中震级达7级或7级以上的大地震约十几次。伴随着地震发生，地震给人类带来了巨大的损失及难以抚平的创伤。我国地震区域广阔而分散，地震频繁而强烈，20世纪至今，震级等于或大于8级的强震已经发生10余次之多，其中发生与人烟稠密之处者，损失惨重。表1给出了世界历史上比较有名的大地震及其简要情况。 表1 世界上较著名的大地震

世界大地震 美国旧金山大地震 日本关东大地震 中国唐山大地震 日本阪神大地震 汶川大地震 海地大地震

时间 1906.4.18 1923.9.1 1976.7.28 199.1.17 1998.5.12 2010.1.12

地点

旧金山及周围地区 日本横滨、东京一带 中国唐山 日本神户

四川汶川、北川一带 海地太子港

震级 8.3 7.9 7.6 7.2 8 7

死亡人数 700余人 14.3万人 25万人 5400余人 约8万余人 22.25万人

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日本本州岛海域地震 2011.3.11 宫城县以东太平洋海域 9 1-2万人

地震震害常划分为直接震害和间接震害两类[1]，直接震害主要包括地基失效和结构破坏两个方面。地震次生灾害的主要形式有爆炸、火灾、水灾、海啸、泥石流、以及由于滑坡、塌方引起的结构物破坏。

地震对土木工程结构造成的破坏系统地揭示了结构在设计和施工方面的缺陷，因此调查研究在地震中破坏的和幸存下来的结构对于改进结构设计理论和施工方法都具有极大的价值。下面简要介绍一下最近几次破坏性大的地震造成的桥梁震害情况。 (1) 河北唐山地震

1976年7月28日，唐山市发生7.8级地震。地震的震中位置位于唐山市区。这是中国历史上一次罕见的城市地震灾害。顷刻之间，一个百万人口的城市化为一片瓦砾，人民生命财产及国家财产遭到惨重损失。北京市和天津市受到严重波及。地震破坏范围超过3万平方公里，有感范围广达14个省、市、自治区，相当于全国面积的三分之一。地震发生在深夜，市区80%的人来不及反应，被埋在瓦砾之下。极震区包括京山铁路南北两侧的47平方公里[2]。

图6 唐山地震中倒塌的滦河桥 图6 唐山地震后变形的铁轨

区内所有的建筑物均几乎都荡然无存。一条长8公里、宽30米的地裂缝带，横切围墙、房屋和道路、水渠。震区及其周围地区，出现大量的裂缝带、喷水冒沙、井喷、重力崩塌、滚石、边坡崩塌、地滑、地基沉陷、岩溶洞陷落以及采空区坍塌等。地震共造成24.2万人死亡，16.4万人受重伤；毁坏公产房屋1479万平方米，倒塌民房530万间；直接经济损失高达到54亿元。地震时行驶的7列客货车和油罐车脱轨。蓟运河、滦河上的两座大型公路桥梁塌落，切断了唐山与天津和关外的公路交通。市区供水管网和水厂建筑物、构造物、水源井破坏严重。图6为地震中倒塌的滦河桥场景，图7为地震中严重变形的铁轨。开滦煤矿的地面建筑物和构筑物倒塌或严重破坏，井下生产中断，近万名工人被困在井下。三座大型水库和两座中型水库的大坝滑塌开裂，防浪墙倒塌。410座小型水库中的240座震坏。6万眼机井淤沙，井管错断，占总数的67%。沙化耕地3.3万多公顷，咸水淹地4.7万公顷。唐山市及附近重灾县环境卫生急剧恶化，肠道传染病患病尤为突出。 (2) 日本阪神大地震

发生在1995年1月17日的日本阪神大地震，震中位于淡路岛北部离神户市区西部10Km处，震级为M7.2。地震持续时间约20s，记录到的水平运动加速度峰值约为0.8g，竖向运动最大加速度约为0.3g。这次地震使神户地区所有铁路、公路和快捷交通系统均遭受了严重破坏，地震还引起火灾以及土壤液化、地盘下陷等[3]。它是日本自1923年关东大地震以来伤亡人数最多，经济损失最大的一次破坏性地震。在此次地震中，最严重的桥梁震害出现在阪

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神Hanshin高速公路神户段，约有20余Km长度的墩柱发生剪切或弯曲破坏。一座 高架桥共有18根独住墩被剪断，常500m左右的连体向一侧倾倒。图8为倒塌的神户市区内的高架桥，图9为正在修复中的被地震剪坏的高架桥桥墩。

图8 神户市区内倒塌的高架桥 图9 修复中的被地震剪坏的高架桥桥墩

(3) 四川汶川“5.12”大地震 2008年5月12日14时28分，四川汶川发生了里氏8.0级特大地震，震中位于北纬31.0度、东经103.4度。由于汶川地震的震源深度仅为19Km，属于大陆浅源地震，地震释放的巨大能量得以通过地震波广泛向外传播，影响范围之广，处少数地区外整个中国均有明显震感。汶川地震造成长达300余公里的地表破裂，破裂时间持续约80s，断层从汶川县映秀镇向东北方向一直延伸至青川、宁强一带，地震裂缝、地表裂隙、隆起等地面现象随处可见，最大地面隆起达到6m。断层穿过之处山河为之改观，道路、桥梁、房屋等各类建筑物更是损失惨重[6][8]。图10为汶川地震主震的持续时间；图11为汶川地震中的龙门山主断裂带；图10为汶川地震的地震动峰值参数图；图13为汶川地震的地震烈度分布示意图；图14为距离震中映秀18Km的卧龙台站观测到的地震动记录。

图10 汶川地震的主震持续时间 图11 汶川地震的龙门山主断裂分布

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落梁措施。同时阪神地震中高架桥桥墩的损坏表明，矮墩及独住墩的设计思想是有欠缺的。在抗震设计中矮墩主要表现为剪切破坏，高墩主要表现为弯曲破坏。对于矮墩基础需要配置足够的抗剪钢筋及受力主筋，对于在地震动作用下基础刚度较大的基础，需要考虑减隔振措施以减少控制截面的地震力作用。

汶川地震中，对于震害调查的国省干道调查的1081座桥梁，损毁需要重建的桥梁占3.1%，改建的桥梁占11.55%，大修桥梁占11.26%，而对于震害调查的高速公路及其重点项目的576座桥梁，摧毁需要重建的桥梁占0.53%，改建的桥梁占11.45%，需要大修的桥梁占2.97%[6]。从以上数据可以看出高等级公路桥梁的震害要轻于低等级公路桥梁的震害；另外从广元及重灾区青川县得到的桥梁震害调查也表明，拱桥的病害要明显小于梁式桥。

在汶川地震中桥梁挡块的破坏较为严重，但其有效地防止了上部结构的落梁，尤其在在建的都汶高速公路上除了庙子坪大桥引桥落梁外，其余桥梁有效地避免了上部结构的落梁(次生灾害引起的桥梁垮塌除外)。汶川地震中直线、规则桥梁的病害要明显轻于斜弯桥梁；简支桥梁的病害要轻于连续梁桥；桩基础桥梁的病害要轻于扩大基础，震区设置牛腿、挂梁的结构其接触面上均有较大的不可恢复的位移，乃至出现了上部结构的落梁，百花大桥第五联连续梁的倒塌以及成都市三环路武侯立交某定向匝道牛腿处出现的大于5cm的位移就是很好的例证。

桥梁梁体间或上下部结构之间的碰撞，是一种强烈的非线性耗散能量的方式，根据汶川地震的桥梁震害调查，梁间的碰撞及由于碰撞引起的落梁、挡块开裂、梁体的宏观及微观损失较为明显，如何精确地模拟桥梁碰撞瞬间的工作状态及碰撞后的能量耗散机理，或是通过构造措施，如梁体纵横向增设橡胶挡块，设置拉链等防落梁措施，设置粘滞阻尼或磁流变阻尼来减少构筑物间的碰撞概率；亦或通过允许有限的、可控的碰撞来耗散能量，达到较少控制对控制截面或控制构造的应力水平，是当前抗震研究中非常有意义的课题[9]。

2011 年3 月11 日日本本州东部海域发生9 级地震震动破坏，大面积海啸冲刷、核电站核经受长时间震动破坏引发的核泄漏-将成为抹不去的长久灾难。通过有限的资料我们可以看到地震对日本桥梁的损害方面，直接震害并不是特别突出，反而是此生灾害引起的桥梁病害，地震后发生了大规模的海啸，其巨大的能量造成了不少桥梁的倒塌、移位，核电站结构的损坏、房屋结构的冲毁。同样在汶川地震中，不少桥梁的损坏直接是由次生灾害引起的，如前述的顺河大桥、映秀大桥，还有在抗震救灾保通方面就有重要影响的彻底关大桥，都是由于山体滑坡、崩塌或滑坡引起的泥石流冲刷而破坏，图32、图33即为在地震中被巨石砸毁的彻底关大桥。

图32 汶川地震中的彻底关大桥 图33灾后重建中的彻底关大桥 因此在桥梁抗震设计时，选址是首当其冲的任务，选择较为有利的路线走廊，

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对既选线路进行专门的针对性的场地评价，确定合适的路线方案，对控制性的桥隧工程进行具体详尽的研究，选择合适的桥型、桥跨、桥梁结构形式，再进行具体的抗震设计就显得至关重要。在进行场地评价时，需要弄清楚结构物所经位置的断层构造、场地岩性，有效地避免不良的场地构造是十分必要的。因为地震灾害的另一部分是由发震断层在地震的同时产生地表错动对地面建构筑物的直接毁坏，这种同震地表错动可以说是无坚不摧的；另外，近断层强地面运动记录也反映出近断层地震动量值明显比远离断层区域要大。1995年日本阪神地震期间，地震重灾带集中在野岛—会下山—西宫断层沿线，90%以上的震亡人数和木质房屋倒塌率30%以上的地段均集中在距断层2—3公里宽度范围内（翠川三郎，1995），重灾带以外地区破坏很轻，这是因为野岛—会下山—西宫断层就是阪神地震的发震断层，断层所在地带为灾害特别严重带。图34为1995年日本阪神地震地表破裂带小仓断

错点地面建筑设施破坏实例；图35为1999年台湾集集地震中车龙埔断裂，该地表破裂通过处桥梁断裂，河床形成跌水陡坎。连同图2中的汶川地震中的彭州白鹿镇中心小学校内地表断裂图均从正反说明了如果地面建筑物避开具有这些发震能力、地震的时候能够产生错动的断层，就可以有效的减轻由地面破裂引发的灾害。

图34 阪神地震中小仓断错点建筑破坏 图35 集集地震中桥梁附近的车龙埔断裂

2 基于性能的抗震设计方法

2.1 基于性能的抗震设计原理

工程结构抗震的首要任务是容许结构在遇到破坏性地震时有一定的破坏但要保证结构生命安全。我国的《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02+01-2008)所包含的“小震不坏、中震可修、大震不倒“的三阶段设防标准已初步隐含了基于性能的抗震设计的思想。基于性能的抗震设计理论(PBSD)是1995年由美国加州工程师协会在其2000文件中正式阐明的。基于性能的抗震设计思想主要为：采用合理的抗震性能目标和合适的机构抗震措施进行价格设计，使结构在各种水准地震作用下的破坏损失，能为业主选择和承受，通过对工程项目进行生命周期的费用-效益分析后达到一种安全可靠和经济合理的优化平衡。基于性能的抗震设计实际上是一种总体设计思想，主要指结构在受到不同水平地震(不同概率地震)作用下的性能达到一组预期的性能目标。

基于性能的抗震理论框架包括地震设防水准、结构抗震性能目标、结构地震反应的预测和结构抗震设计方法四个方面。结构性能水准就是指与每一

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级地震设防水准相对应的结构最大破坏程度。主要用于对结构易损性、结构功能性和建筑物内人员安全情况进行描述。在基于性能结构抗震设计中，性能水准要综合考虑社会的经济水平、建筑物的重要性以及建筑物的造价、保养、维修及地震作用下可能遭受的直接间接损失来优化确定。

表2 结构性能目标划分

项目 常遇地震 偶遇地震 少遇地震地震 罕遇地震

基本目标 重要目标 特殊目标 水准1 水准2 水准3 水准4

水准1 水准2 水准3

水准1 水准2

对应于各地震作用水准(常遇地震、偶遇地震、少遇地震、罕遇地震)，建筑应满足的性能水准为：①水准1 正常使用；②水准2 可靠控制；③水准3 生命安全；④水准4 防止倒塌。抗震性能目标是指针对某一个地震设防等级而期望结构达到的结构性能水准。美国学者建议把具有不同使用要求的建筑物分为三类：基本设防目标、重要/防危设防目标和特别设防目标，并提供了三类结构抗震性能目标作为它们的最低性能界限，见表2。

由于性能设计包含的内容很广，特别是在对地震动、结构的损伤状态及性能指标，目前的研究水平还很难达到对复杂结构物进行完全的性能设计，它的难处在于如何精确地确定结构的抗震性能及其需求上。与目前的抗震设计理论相比，基于结构性能的抗震设计理论提出了多级设计的理念，与现行规范相比，它需要明确确定结构的抗震性能目标，来选择经济效果最佳的抗震设计方案。结构的抗震目标以规范规定为底线，根据实际情况可选择抗震设计目标。

传统的基于强度的抗震设计方法，主要是在确定合适的设防等级后，要求结构的抗力[R]>[S](荷载效应)，这样结构物为抵抗地震动荷载，其受力构件尺寸就不得不加大，配筋率也相应提高。而传统的基于位移的抗震设计方法是指用量化的位移设计指标来控制结构物的抗震性能，这一量化指标即为延性系数，它的设计思想是首先确定结构的目标位移，再根据目标位移进行数值迭代反求结构的屈曲位移，反复进行直到满足给定的精度。也就是说，基于位移的抗震设计方法的设计顺序是位移→承载力，构件的强度、刚度及配筋等只是设计的最终结果。简单地讲，现行的《公路桥梁抗震设计细则》给出了两种地震动作用，其中的E1地震作用，对应于强度抗震设计，E2地震作用，对应于结构延性(位移)设计。不同于上述两种传统的抗震设计方法，基于性能的抗震设计设计理念，是抗震设计理念上的一次变革，涉及结构抗震设计的各个方面，与传统的设计理论相比主要体现了精细化、数量化和多样化(性能目标和设计标准) 的特点，最终将以经验为基础的设计上升到理性和定量的设计，代表了未来结构抗震设计的发展方向。

2.2 基于性能的抗震设计方法

基于性能的抗震设计内容主要包括：①科学的定义和确定地震危险性；②结构在不同水平地震作用下损伤状态、性能水平、性能指标；③设计方法。在设计初始就明确结构的性能目标，并且使通过设计，使结构在设计地震作

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用的反应能够达到预先确定的性能目标[2]。

基于性能的抗震设计方法主要包括：基于位移的设计方法、综合设计方法以及基于可靠度的设计方法等。

(1)基于位移的抗震设计方法用位移作为设计过程的重要指标，将位移作为结构性能的控制因素，在基于性能的设计中是较为理想的方法。直接基于位移的设计方法是首先对单自由度结构进行等效线性化处理，直接基于位移设计通过最大位移处的切线刚度Ke和非弹性反应滞回能吸收的等效粘性阻尼比ζeff来描述结构。然后根据相应的弹性设计位移反应谱和目标来确定结构的等效周期，以便确定结构的轻度。这种方法基于”等待结构”分析，由Shibata和Sozen提出。直接位移法是一种偏于结构性能的设计方法，设计概念简单，可根据在给定地震等级作用下预期的位移计算地震作用，进行结构设计，使构件达到预期的变形，结构达到预期位移。目前直接位移设计方法在单自由度体系抗震分析中已经取得了显著成果，但是对于多自由度体系，各自由度的位移需求不同，如何进行考虑，尚需要进一步研究。

(2)综合设计法以概率为基础，并充分考虑建筑物服役期的费效最优，是最全面的结构基于性能的抗震设计方法。其基本思想是使建筑物在达到基本性能目标的前提下，理想的抗震设计应使总投资最少。因此设计应尽力把各级设防地震下每一性能极限状态的损失减到最小。综合设计法全面考虑抗震设计中的重要因素，最大程度的体现基于性能的抗震设计思想，从而能够提供最优的设计方案。综合设计法中，不同的桥型，简单体系的和复杂体系的其极限状态需要关注的内容是有区别的，其抗震体系的极限状态的确定就显得至关重要。

(3)基于性能的可靠度设计方法是由美国学者文义归等人提出，它是把可靠度理论同基于性能的设计相结合的设计方法，引入基于Pushover分析的等效单自由度方法，提出了一致危险性反应谱的概念，把结构的两种概率极限状态(使用极限状态和承载能力极限状态)转化为相应的基于位移的确定性极限状态，并提出了两阶段可靠度的设计方法。基于性能的可靠度设计方法从根本说仍然是一种单自由度的设计方法，由于体系的可靠度与单个构件的可靠度是不同的，这种简化可能带来较大误差。

基于性能的抗震设计理论是抗震设计理论的一次重大变革，它目前仍处于研究阶段，由于性能设计包含的内容很广，特别是在对地震动、结构的损伤状态及性能指标，目前的研究水平还很难达到对复杂结构物进行完全的性能设计。

2.3 各国规范采用的设计规范概述

美国西海岸、日本本州四岛及大洋洲沿岸国家均为地震多发地带，当前美国和日本对地震工程的研究走在了地震研究的前列。

美国加州运输部30年代末即开始桥梁抗震规范的制订，1940年颁布了相应的条文，即Caltrans规范。1965年在规范中引入了反应谱法，1974年引入延

性抗震思想，1999年出版了桥梁设计法则，采用基于性能的抗震设计思想， 强调非线性分析的重要性，引入了Push Over分析方法。而美国的各州公路工作者协会(AASHTO)规范中也于1943年引入了有关地震力的条款，1961年采用静力法计算地震内力，1975年将74年的C规抗震的内容纳入规范，1990年出版了AASHTO桥梁抗震指南，1994年将90年的指南追为规范条文进行出版，2005

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年出版了最新的版本。

日本在关东大地震后的1923年颁布了道路建筑详细条例，其中包含有桥梁抗震设计条款，1939年颁布了《公路钢桥设计规范》，规定了抗震设计方法(静力法)。1956年和1964年两次修订《公路钢桥设计规范》，1971年出版了指导性质的公路桥梁抗震设计指导规范，1980年正式颁发了“公路桥梁设计规范，第五部分，抗震设计”，文中引入了钢筋混凝土桥墩变形能力校核，标志着日本由单一强度设计准则向强度延性双重设防转变，同时规范中还引入了动力反应分析的内容，1990年对修订了局部规范。阪神大地震后的1995年又对其桥梁设计规范进行了较大的修改，使之满足日本的抗震设计需求。

我国于1964年由中国科学院工程力学研究所编制了《地震区建筑设计规范》(草案) ，在规范中引入了反应谱分析方法；1974年我国颁布了建筑抗震设计规范；1978年我国完成《公路工程抗震设计规范》1977版；1986年钢筋混凝土道路桥梁开始采用极限状态法，与此相应《公路工程抗震设计规范》也做了修订，经过大量的专题研究、总结了大量的国内、外震害经验，借鉴了国外的有关规定，结合我国的实际情况，进行了反复讨论和修改，并于1989年正式颁布《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)；汶川地震后的2008年10月新的《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)作为公路工程抗震设计规范》的补充，纳入了许多新的抗震设计内容。89颁的《公路工程抗震设计规范》是一种基于强度的抗震设计方法，在2008颁的《公路桥梁抗震设计细则》中新增加了延性设计及抗震概念设计的要求，引入了减隔振设计的方法，同时明确和严格了桥梁抗震的具体措施，并对特殊桥梁的设计思想进行了较为详细的介绍。

不同国家的抗震设计规范中，抗震设防标准、地震作用、地震反应分析方法、抗震设计方法及必要的构造措施始终是各自规范制定的主线。同时各国规范或各行业规范之间相互借鉴、相互补充。在这些规范中反应谱分析方法、动力时程分析方法以及延性设计的思想大都被采用。日本的抗震规范及欧洲桥梁抗震规范均对桥梁的约束装置，桥梁的减隔振及耗能设计进行了尤为详细的介绍。

3 结论

本文从地震的成因开始，介绍了世界和我国主要的地震断裂带分布。接着结合近年来国内外几次大地震，阐明了土木工程结构物震害情况及其特点，并对其震害原因进行了细致分析。随后详细介绍了基于性能的抗震设计方法，对其设计原理、主要内容做了详尽的阐述。最后简要介绍了各国抗震规范的严格，及其抗震设计方法。

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