过去人们往往认为,城市在地震中遭受破坏,只是由于结构工程(即建筑物等)的抗震性能差;现在人们则认识到,要有效抵御地震灾害,必须从整体上提高城市系统的抗震性
建筑抗震韧性的概念
将建筑物的抗震韧性定义为:建筑遭受特定水准地震作用后,维持恢复原有建筑功能的能力。
“特定水准地震作用”沿用了我国的三水准设防理念,“维持或恢复原有建筑功能”是指建筑物保持震前状态或在发生损伤后100%恢复至震前状态。
建筑功能的划分
对于大多数建筑而言,至少可以归纳出三个层次的主要功能:
“建筑抗震安全功能”(Seismic Safety Function of Building):
从建筑物诞生之初便具有作为人类庇护所的属性,要求建筑物面对自然灾害时能保障人员的生命安全,这是制定抗震设计规范的宗旨。
“建筑基本功能”(Fundamental Function of Building):
建筑物作为人类生产、生活的主要场所,承担了多种多样的社会职能。对于多数现代建筑而言,满足建筑使用要求、维持建筑正常运行所必需的性能,包括:建筑空间正常使用,结构安全和设备正常运转
“建筑综合功能”(Compositive Function of Building):
除上述系统之外,建筑物内尚有许多附着于结构非结构系统装饰装修,承担了部分建筑美学功能。在维持基本功能的前提下,保持建筑外观和内部装饰、装修完好,可认为建筑物具备了建筑综合功能。
单体建筑物经历地震作用后随着时间的推移,建筑功能逐步恢复,先后经历了安全性恢复功能性恢复综合性恢复3个阶段,最终完全恢复震前状态与此同时,所耗费的修复费用也不断增加。
建筑震后恢复过程示意图
注:准备工作阶段,建筑功能并没有得到恢复,但费用却会出现激增,其原因是这段时间需要采购修复材料、租赁机械设备,产生了大量的成本消耗。之后的每个时间段内,建筑功能和修复费用都是不断稳步上涨的。
显然,在震后恢复的不同阶段,需要关注的韧性指标并不相同。对于震后恢复的参与者,所关注的时间点和指标可能相去甚远。
地震刚结束时政府部门保险公司关心伤亡情况及当时的经济损失概况;业主用户则更加关心功能性恢复阶段何时结束,可以重新营业或入住;业主保险公司关注综合性恢复结束时的费用总额。
韧性指标体系
进行建筑抗震韧性评价是对建筑物未来遭遇特定水准地震作用时和地震作用之后的表现进行预测,或可理解为预测建筑物未来遭遇特定水准地震作用时达到某种表现的可能性因此,韧性评价指标具有一定的发生概率。
(1)人员伤亡指标——由于建筑受损而导致的人员死亡或受伤(需就医)情况。该指标表征了建筑的安全性能,主要用于为建筑抗震设计或政府应急救灾部门决策提供依据。
(2)建筑修复费用指标——震损建筑物恢复震前状态所需要的费用成本,属于经济性指标。需注意修复费用与经济损失的不同,前者是震后表现,而后者可近似认为是震时表现,前者包含后者
(3)建筑修复时间指标——修复震损建筑或重建所耗费的时间FEMA P58 中基于时间的评估方法将修复时间转化为金钱的形式表达,亦可认为是一种经济性指标
抗震韧性等级划分标准
规范采用“分水准分项评价+集成评级”的方法进行建筑抗震韧性等级评定。

该评价体系具有以下三方面特征:

1、分别采用设防地震和罕遇地震水准的动力响应来评估分项指标。


2、采用各项指标具有84%保证率的代表值进行分项评价。


3、以各分项评价的最低等级作为建筑的抗震韧性等级。以分项评级结果的下限来描述建筑的整体韧性性能,可以起到更好地促进效果。

资料参考:《建筑抗震韧性评价研究进展》王涛、《建筑抗震韧性评价标准》(GB/T 38591-2020)。

来源:济震微讯

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