فلات ایران روی نوار آلپ– هیمالایا و در یکی از فعال‌ترین مناطق زلزله خیز جهان قرارگرفته است. بطوری که زلزله در ایران تا کنون موجب فجایع انسانی فراوانی شده است. بی تردید توسعه شهری بدون لحاظ این پدیده، منجر به خسارات جانی و مالی بزرگتری خواهد شد. برآوردهای ناقص و گاه نادرست از بیشینه شتاب زلزله وارد بر سازه در طول عمر مفید آن، از مهمترین عوامل خسارات وارده بر سازه‌ها می‌باشد.

برای تخمین دقیق‌تر پارامترهای زلزله‌های مورد استفاده در طراحی سازه‌ها، مطالعه خطر لرزه‌ای آن ضروری است. به همین منظور لازم است داده‌هایی از قبیل مشخصات گسل‌ها و کاتالوگ زمین لرزه‌ها جمع آوری و پالایش گردد و وضعیت لرزه خیزی منطقه مورد بررسی و مطالعه شود. با استفاده از روابط کاهندگی، تحلیل قطعی و همین طور احتمالی خطر لرزه‌ای بیشینه شتاب افقی در منطقه‌ای با شعاع مناسب انجام می‌شود. تحلیل خطر احتمالی برای سطح خطر مناسب منطبق‌بر تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود برای دوره‌ی بازگشت مشخص در عمر مفید سازه انجام می‌شود.

هدف از تحلیل خطر لرزه‌ای برای مهندسین زلزله این است که اطمینان پیدا کنند آیا سازه مورد مطالعه برای یک سطح عملکرد مشخص می‌تواند تحت تحریک پایه پایدار بماند یا خیر. اما اولین سوالی که ممکن است مطرح شود، این است که چه سطحی از تحریک پایه می‌بایست به سازه اعمال شود؟ آنچه مشخص است اینکه هیچ قطعیتی در ارتباط با پارامترهایی چون فاصله و بزرگا برای زلزله‌هایی که ممکن است در آینده اتفاق بیافتد وجود ندارد. تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی این هدف را دنبال می‌کند که به این عدم قطعیت‌ها پایان دهد و در حقیقت به دنبال یک بیان آشکار جهت رخداد تحریک زلزله در یک ساختگاه مشخص است. تحلیل خطر لرزه‌ای به دو شکل تعینی و احتمالاتی انجام می‌شود و منحنی خطر می‌تواند به عنوان مهمترین نتیجه تحلیل در نظر گرفته شود. محاسبات احتمالاتی بخش عمده و اصلی روش تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی است بنابراین اشراف بر دانش پایه احتمالاتی ضروری خواهد بود.

روش تعینی به دنبال مشخص کردن رخدادی است که بتواند حداکثر شدت مورد انتظار را در ساختگاه مورد بررسی ایجاد نماید. در حقیقت روش تعینی با مطالعه موردی رخدادهای زلزله، بدترین زلزله‌ای که می‌تواند اتفاق بیافتد را شناسایی و انتخاب می‌کند. اما نتایج روش تعینی برخی از مواقع قابل استفاده نیست. چرا که علاوه بر این که نمی‌توان یک رخداد را به عنوان بدترین رخداد ممکن انتخاب نمود ، انتخاب معیارهای شدت گوناگون هم می‌تواند در نتیجه تأثیر داشته باشد. درچنین مواردی ممکن است به سمت استفاده از روش‌های احتمالاتی که نتیجه آن معرفی یک سناریوی مشخص است ، سوق داده شویم . در تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی به دنبال انتخاب یک رخداد به عنوان بدترین حالت ممکن نخواهیم بود . در حقیقت تمام رخدادها و رویدادهای ممکن را مورد بررسی قرار می‌دهیم و احتمال وقوع هر یک را به دست آورده و نهایتاً مدل یا سناریوی مناسبی معرفی می‌شود که بتواند سطح شدت مورد نیاز را ایجاد و یا مدل سازی نماید . بدیهی است که سناریوی معرفی شده لزوماً از بین رخداد‌های موجود نیست.

به طور کلی می‌توان گفت تحلیل خطر لرزه‌ی احتمالاتی از مراحل زیر تشکیل شده است:

1. شناسایی تمام منابع تولید کننده تحریک و زلزله.
2. شناخت و توصیف نحوه توزیع بزرگای زمین لرزه‌ها.
3. توصیف فواصل میان منابع تولید زلزله و ساختگاه.
4. ارائه مدل پیش بینی جنبش زمین بر مبنای بزرگا، فاصله و دیگر پارامتر های لرزه‌ای.
5. ترکیب تمام احتمالات به دست آمده به کمک محاسبات احتمالاتی و آماری.

در ادامه جهت روشن شدن موضوع مراحل یاد شده به شکل جزئی تر مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

در ادامه جهت روشن شدن موضوع مراحل یاد شده به شکل جزئی تر مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

در مقابل روش‌های تعینی که تنها بر روی بزرگ‌ترین رخداد یا واقعه لرزه‌ای ممکن، متمرکز می‌شود در روش‌های احتمالاتی تمام منابع که توانایی تولید تحریک یا زمین لرزه را دارند مد نظر قرار می‌گیرند. از جمله این منابع می‌توان به گسل‌ها اشاره نمود که معمولاً به شکل صفحه در نظر گرفته می‌شوند البته گاهی اوقات گسل‌ها شکل مشخصی نداشته و مدل سازی آنها مشکل‌تر خواهد شد. به هر حال با شناخت تمام گسل‌های مستعد تولید زلزله می‌توان توزیع بزرگا و فاصله مرتبط با زمین لرزه‌های هر منبع را به دست آورد.

گسل‌های تکتونیکی توانایی تولید زلزله‌هایی با بزرگای متفاوت دارند. در ابتدا گوتنبرک و ریشتر در سال ۱۹۴۴ مطالعاتی بر روی بزرگای زمین لرزه‌های گوناگون انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که مقادیر بزرگای زلزله که در یک منطقه اتفاق می‌افتد از یک توزیع خاص پیروی می‌کند. رابطه زیر به رابطه توزیع بزرگای گوتنبرگ ریشتر معروف است .

log(λ_m) = a – bM

که در آن λ_m تعداد رخداد زلزله‌هایی به بزرگای فرضی برابر M یا بزرگ‌تر از آن ، همچنین ضرایب a و b ضرایب ثابتی هستند که از طریق محاسبات احتمالاتی و رگرسیون به دست می‌آیند. البته امروزه روابط پیچیده تری مورد استفاده قرار می‌گیرد و به رابطه گوتنبرگ ریشتر تنها برای روشن‌تر شدن موضوع، اشاره شده است. برای رابطه مورد بحث می‌توان توابع توزیع تجمعی و توزیع احتمال را به راحتی به دست آورد بنابراین تعیین احتمال اینکه فرضا زلزله‌ای با بزرگای M یا بزرگ‌تر از آن اتفاق بیافتد امری دشوار نخواهد بود.

جهت پیش بینی حرکت لرزه‌ای زمین مدل کردن توزیع فواصل منابع از ساختگاه نیز امری ضروری به نظر می‌رسد. برای یک منبع مشخص به طور کلی فرض می‌شود که احتمال وقوع زلزله در تمام نقاط آن یکسان است و تنها عاملی که باید مورد مطالعه قرار گیرد شکل هندسی آنهاست. گاهی اوقات گسل‌ها شکل مشخصی نداشته و محاسبات احتمالاتی آنها دشوار است. شایان ذکر است آنچه به عنوان فاصله مورد بررسی قرار می‌گیرد صرفا یک فاصله مشخص نیست چرا که امروزه تعاریف متفاوتی از فاصله وجود دارد. به طور مثال این فاصله می‌تواند از کانون زمین لرزه یا مرکز زلزله در نظر گرفته شود. همچنین گاهی اوقات فواصل به شکل(R_rup) یا تصویر آن روی سطح زمین (R_jb) بیان شود. شکل زیر برخی از فواصل یاد شده را به شکل شماتیک نشان می‌دهد.