歷史震害經(jīng)驗表明，地震作用下城市供水管道破壞往往會造成巨大的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡.通常情況下，供水管道的主要破壞形式有3種：管道接口破壞、管體破壞和連接破壞，其中管道接口破壞是最為常見的破壞形式.基于管道破壞形式的供水管道抗震可靠度的研究方法主要分為2類：經(jīng)驗法和理論計算法. Bresko等^[1]利用震害資料統(tǒng)計給出的經(jīng)驗系數(shù)，以地震烈度作為地震強度參數(shù)，建立了震害率與烈度的近似計算公式，后來有很多學者在此基礎上對其進行優(yōu)化.

Hwang等^[2]以地震烈度、管道直徑和場地條件3個因素為基本變量，給出一種震害率的簡化計算公式. Ahammed等^[3-4]采用一次二階矩法對腐蝕鋼管進行可靠性分析，假定鋼管為均勻腐蝕且服從冪函數(shù)模型，將腐蝕剩余厚度代入應力計算公式建立極限功能函數(shù)求得管道失效概率. 1995年，王東煒等^[5]對生命線工程抗震可靠性分析的分析準則、單體結(jié)構(gòu)可靠度算法、系統(tǒng)可靠性評估及其優(yōu)化設計等進行綜述. 2002—2003年，郭書祥等^[6-7]采用能度可靠性這種非概率可靠性模型進行可靠度的計算，驗證其可行性，該方法計算簡單，實驗數(shù)據(jù)要求易于獲取. 2004年，Sadiq等^[8]采用Monte Carlo法對腐蝕灰口鑄鐵管道進行可靠性分析，并對基本參數(shù)進行敏感性分析. 2007年，周靜海等^[9]建立給水管道在地震作用下的力學及數(shù)學模型，采用超越破壞理論得到并分析地下給水管道的可靠度，得到一些有意義的結(jié)論. 2013年，傅俊^[10]以供水管線接口作為突破口，進行城市供水管線接口實驗研究，進行埋地管道接口抗震可靠度的計算及敏感性分析，在此基礎上給出基于可靠性的管線接口設計方法.

在供水管道抗震設計研究方面，美國于2005年提出依據(jù)管道功能性的不同將管道劃分為4個等級^[11]，并給出不同等級管道的抗震設防水準以及在不同地震作用破壞形式下的設計重要性因子. 2011年，日本重新修正供水管網(wǎng)的抗震設防水準，認為第1水準為供水管網(wǎng)系統(tǒng)壽命期內(nèi)可能發(fā)生的最大強度，第2水準為管網(wǎng)系統(tǒng)所在地未來可能發(fā)生的最大地震強度.依據(jù)供水系統(tǒng)防災重要性將其分為A、B兩類，并給出不同分類供水系統(tǒng)在不同水準下的抗震性態(tài)要求.我國仍沿用原有抗震設計方法進行管道設計，缺少供水管道抗震性態(tài)設計方面的要求，滯后于日美兩國，有待向性態(tài)設計轉(zhuǎn)變.

考慮到國內(nèi)抗震設計方法的不足，以抗震可靠度理論計算法為依據(jù)，本文提出一種基于性態(tài)的城市供水管道抗震設計方法，依據(jù)管道服務對象及防災救災中的重要性將供水管道分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類，以管道可靠度作為管道性態(tài)水平的劃分依據(jù)，以提高一個性態(tài)水平為原則，計算得到不同分類管道的重要性因子，并對不同分類管道在設防地震作用下的抗震性能進行模擬對比分析.