基于目标-能力差距分析的建筑物抗震韧性评估方法

传统建筑物地震易损性分析忽略了不同种类建筑物在城市抗震防灾全周期中所发挥的作用,缺乏对灾后功能恢复能力的分析。针对该问题,从规划视角入手,提出基于目标-能力差距分析的建筑抗震韧性评估方法。首先,确定不同防灾功能建筑物的重要度分级,提出用功能损失和恢复时间两个指标量化表征多水准下建筑物的抗震韧性目标;其次,基于结构易损性分析估算建筑物的功能损失值,采用指数型和直线型两种恢复模型评估建筑物的恢复时间值;然后,基于功能损失值、恢复时间值与目标值之间的差距,确定建筑物的抗震韧性等级,从而根据建筑物重要度等级确定震前保障和震后救援的优先次序和韧性提升策略,为抗震防灾规划的编制提供支撑。     

工程抗震韧性定量评估方法研究进展综述

"韧性城乡"已成为我国防灾减灾领域的研究热点和未来指导方向,韧性定量评估方法是保证其落地和应用的重要基础。首先结合国内外不同工程领域下的抗震韧性研究进展,梳理总结了韧性评价的7个要素:鲁棒性、可靠性、快速性、恢复时长、恢复程度、恢复策略和级联效应;再将现有的韧性定量评估方法按照是否考虑不确定性分为两类,每种方法还可根据是否考虑时间的影响分为静态和动态性能评估方法;进而将现有的国内外面向不同工程对象的韧性量化评估方法进行了系统地分类和评价,指出了各类评估方法的优缺点及适用范围。建议结合目前已经较为成熟的易损性、耐久性、地震风险区划的研究成果、系统特点和行为,因地制宜地改进评估方法在具体工程中的应用。     

沉管隧道纵向抗震韧性评价方法研究

抗震韧性是评估结构抗震性能的重要手段,但目前对沉管隧道纵向抗震韧性评价的研究较缺乏。基于梁-弹簧模型建立能够合理考虑沉管隧道结构特征及接头构造的沉管隧道多尺度分析模型,选择合理的评估指标,根据不同极限状态定义获得地震易损性曲线,通过构建合理的性能恢复函数计算隧道韧性指数,从而建立沉管隧道抗震韧性评估方法,并以某沉管隧道实际工程为例进行隧道抗震韧性分析,揭示地震动强度及地层-结构相对刚度比等关键参数的影响规律。研究结果表明,随着PGA的增加,隧道震后剩余功能函数显著下降,隧道抗震韧性明显降低;隧道韧性指数随着地层-结构相对刚度比的增大而增大。     

城市结构抗震韧性评估研究新进展

城市结构是城市抵御地震灾害的关键载体,其抗震韧性要求在地震作用下具有快速恢复结构使用功能的能力。通过抗震韧性评估定量反映结构地震损伤及恢复程度,可为制定城市结构韧性提升策略提供依据。本文系统地梳理了城市结构抗震韧性评估研究现状。首先,介绍了结构抗震韧性的基本理念,从韧性指标、韧性模型、韧性水平及韧性评估四个方面总结了国内外关于城市结构抗震韧性评估的研究成果;其次,探讨了城市结构抗震韧性评估的发展趋势。已有研究表明：结构抗震韧性评估的研究在评估方法高效化和韧性模型精细化方面取得了较大进展,但仍然面临功能恢复模型不完善和韧性评估工程实践案例较少等诸多挑战;最后,对未来研究方向进行了展望,可为后续城市结构抗震韧性评估研究提供参考。     

考虑多组件的供水管网抗震韧性分析与韧性提升策略

为量化和提高城市供水管网抗震韧性,提出了一种供水管网抗震韧性分析框架和一种基于重要度的恢复策略。首先建立了供水管网的4种常见组件(水塔、泵站、水厂和管道)的功能分析方法,获得其基于需求的抗震韧性指标;然后介绍了4种组件的易损性模型,确定各组件在地震下的损伤状态,并提出了一种基于动态重要度的方法来给出供水管网震后恢复策略。将该方法应用于一中型管网,对基于动态重要度的方法、基于静态重要度的方法和两种经验方法的抗震韧性进行比较。结果表明,基于动态重要度的方法可以显著提高供水管网的抗震韧性。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥抗震韧性评估

为评估大跨度上承式钢管混凝土(Concrete-filled Steel Tube, CFST)拱桥在不同地震动强度下的抗震韧性，以一座320 m上承式CFST拱桥为研究对象，利用Midas/Civil软件建立结构有限元模型并进行非线性结构响应分析，定义了拱桥的易损性组和性能组，开展地震易损性分析，分别评估在不同地震动强度作用下拱桥结构的维修费用和维修时间等抗震韧性指标，给出拱桥的抗震韧性评级方法和依据。结果表明：该结构最终抗震韧性评级为一星，其中维修时间是影响拱桥结构综合抗震韧性等级的关键指标，结构构件对拱桥结构的抗震韧性有较大的影响。     

标致性景观设计抗震避灾韧性评估模型分析

现有的抗震避灾韧性评估模型存在着评估精准性差、模型灵活性差的缺陷,为了解决上述问题,提出标致性景观设计抗震避灾韧性评估模型分析与研究。通过对现有模型的分析,对构建的抗震避灾韧性评估模型整体架构进行提出,以此为基础构建整体结构数值分析模型,并采用回归分析方法对非线性动力时程进行分析,得到标致性景观抗震避灾韧性评估指标-损伤指数,采用pushover分析方法对损伤分布系数进行计算,以得到的损伤分布系数为依据建立标致性景观性易损性曲面,由其推导出抗震避灾韧性指数公式,从而实现标致性景观设计抗震避灾韧性的评估。通过实验得到,与现有的抗震避灾韧性评估模型相比较,构建的抗震避灾韧性评估模型极大的提升了评估的精准性与模型的灵活性,充分说明构建的标致性景观设计抗震避灾韧性评估模型具备更好的评估性能。     

建筑结构监测与抗震韧性评估

建筑结构响应是有效反映结构动力特性的最直接参数,开展结构动力响应实时监测可为结构抗震韧性评估提供准确的地震动输入。本文基于非结构构件损失构建结构抗震韧性评估方法,研究确定位移敏感型和加速度敏感型非结构构件的易损性模型。选择某六层钢筋混凝土框架结构进行实时监测系统建设,基于监测数据开展结构抗震韧性评估。通过构建建筑信息模型（BIM）,并在有限元分析软件OpenSees中建立结构弹塑性分析模型,利用实时监测数据实现结构模型更新,直至监测数据与模型分析结果一致。由于实时监测数据峰值较低,结构不会发生塑性变形,因此选择10条双向非脉冲地震动模拟实时监测地震记录。根据层间位移角和楼面加速度分布,开展结构功能损失评估,得到该建筑结构的抗震韧性得分。分析表明,该结构抗震性能较好,在遭受地震破坏后,会发生非结构构件脱落,需要采取有效措施进一步提升建筑抗震韧性水平。     

城市和建筑抗震韧性研究的进展与展望

抗震韧性设计的理念代表着当前结构抗震和城市防灾减灾领域的前沿方向,城市和建筑抗震韧性研究作为城市韧性研究的基础和减轻城市地震灾害的重要措施而备受关注,已成为国际地震工程领域和城市规划领域研究的热点问题之一.由于城市系统的复杂性和地震发生的不确定性,这一领域的若干科学问题还尚不明晰,亟待深入的研究和探索.文中总结和评述了...     

工程场地抗震韧性评价指标体系

阐述了工程场地抗震韧性的概念；围绕稳定性和恢复力两个韧性特征，分析了场地条件及特征参数、地震危险性、地震地质灾害、工程对场地的功能要求、地震危险性分析能力、资源保障能力、应急管理能力等因素对工程场地抗震韧性的影响；在此基础上构建了工程场地抗震韧性评价指标体系。利用该评价指标体系，并借助合理的评价方法，可实现工程场地抗震韧性的定量评价。     

鲁甸地震宏观震中建筑群震害分析与抗震韧性评估

2014年的鲁甸地震使其宏观震中龙头山镇遭受毁灭性破坏,整理龙头山镇城区(龙泉社区)192栋建筑信息,并识别每栋建筑损伤情况。从区域防灾角度,对龙头山镇建筑群的震害特点、致灾机理与减灾策略进行分析,对该区域震后避难场所分布情况和恢复重建过程进行分析与讨论。基于提出的区域建筑群功能完整度指标,对龙头山镇地震破坏与灾后重建各个阶段的功能完整度与恢复程度进行了量化分析。结果表明:鲁甸地震表现出的"小震大灾"特征,主要与地震动局部异常以及房屋整体抗震能力有关,局部异常严重的震害也可能对全局震害产生决定性的影响;当规则建筑具备必要的设防水准后,往往可避免其在远超越设防水准地震下倒塌;提出的结构功能完整度可比较合理地描述区域建筑群恢复的过程,可为抗震韧性分析提供量化指标。     

单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究

单体建筑无筋砌体结构的抗震韧性较差,在地震中容易发生严重破坏和倒塌。为此,以抗震韧性为参数指标,对单体无筋砌体结构进行加固并分析,研究其在地震作用下的抗震能力。以某实际工程作为研究对象,运用ANSYS软件建立单体建筑无筋砌体加固有限元模型,选取中国汶川地震波、日本阪神大地震波、美国克恩县地震波、中国台湾集集地震波及人工地震波作为地震动输入,利用韧性指数法和韧性等级法,从无筋砌体加固体系在震后的修复费用、修复时间及人员伤亡等方面进行分析,得到抗震韧性评估结果。研究表明：(1)在罕遇地震、设防地震和多遇地震的情况下,单体建筑无筋砌体结构的层间位移、层间剪应力、破坏程度均大于单体建筑无筋砌体加固体系;(2)在受到地震强弱因素影响下,无筋砌体结构的抗震韧性指数最高为0.877,而其加固体系的抗震韧性指数最低为0.908;(3)在经历不同地震波后,无筋砌体结构受到较大损害等级占比较高,人员伤亡较重,需要花费较长的时间和较多的费用完成灾后重建;而经过加固后的无筋砌体结构,加固体系受到较小损害等级占比较高,人员伤亡较轻,且能够用较短的时间和较少的费用完成灾后重建。     

道路网络抗震功能失效空间决策支持方法研究

地震作用后桥梁的破坏是导致道路网络功能失效的主要原因。在进行道路网络抗震功能失效分析这一决策过程中,不仅要应用空间分析模型对空间数据进行分析,而且也要对属性数据进行有效的决策分析,因此本文结合了G IS(地理信息系统)与DSS(决策支持系统),形成了以模型库为驱动核心的道路网络抗震功能失效分析空间决策支持,本文着重对数据库及模型库的构建进行了深入研究。     

松原地区群体建筑结构地震响应及抗震韧性分析

近年来吉林省松原地区破坏性地震频发,十分必要对当地群体建筑结构的抗震韧性进行分析。对吉林省松原地区的群体建筑结构进行地震响应分析以及抗震韧性评估,对比分析城市和乡镇群体建筑结构在地震作用下的地震响应和抗震韧性。根据《建筑抗震韧性评价标准(GBT 38591—2020)》确定群体建筑结构抗震韧性评估流程,通过韧性指数法和韧性等级法对群体建筑结构的抗震韧性进行定量分析,对城乡抗震韧性的评价结果为当地防震减灾提供理论支持。     

基于系统视角的城市医疗系统地震韧性评估方法研究

梳理了系统论、复杂性科学以及复杂城市系统理论脉络,对比分析了一般系统论、复杂系统理论下的韧性框架内容,总结了基于网络的复杂性系统视角下的评估指标。在系统分解的基础上,确定基于网络化系统和韧性特征的5项指标,并使用ArcGIS平台、Python语言实现指标数据量化计算,以北京市六环路内189个街道(办事处)为研究区,对其医疗系统进行韧性评估,结果显示:研究区内街道韧性呈现圈层式衰减的空间分布模式;按区(县)对医疗系统的地震韧性汇总表明,东、西城区医院密度分别为1.41和1.25个/km²,远高于其他区(县),应合理配置医疗资源空间,促进城乡医疗公平。     

基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究

具有功能可快速恢复的抗震结构体系是结构抗震韧性设计的目标,结合浅埋地下框架结构地震破坏和失效模式的震害事例调查与分析以及抗震韧性结构设计的思想,本文提出一种可控制失效模式并具备自复位能力的浅埋地下框架结构抗震新体系。采用数值分析方法研究了传统地下框架结构体系与本文提出的新体系间的抗震能力差异以及新体系的自复位效果。结果表明:与传统的地下框架结构体系相比,新型地下框架结构体系的抗震能力显著提升,并具备良好的自复位能力,实现了结构抗震韧性设计的目标;新体系的自复位效果随轴压比的增加逐渐变差。结合算例,给出了浅埋地下框架结构自复位最大变形能力与轴压比的经验关系。     

新型抗震支吊架振动台试验研究

在地震作用下,抗震支吊架理应保障建筑机电工程设施和管道系统均具备良好的服役性能。因此,对抗震支吊架的抗震性能进行检测至关重要。本文以某典型地下室抗震支吊架为对象开展了顺管向地震模拟振动台试验,通过多工况试验对比分析了不同支吊架的位移和加速度的地震响应。试验结果表明:抗震支吊架显著降低了管道位移,减振率最高可达到96%,但对于加速度响应的抑制作用较小。易损性分析表明:采用成品支吊架时,管道系统在遭受相当于设防烈度的地震作用时会发生严重损伤,而采用抗震支吊架的管道系统能够保全其功能。     

强柱系数基于结构易损性的抗震性能评估

增大柱端抗弯承载力是抗震"能力设计"措施中引导钢筋混凝土框架结构形成梁铰型有利耗能机构的关键措施。本文以6层确定性钢筋混凝土框架结构为分析对象,通过结构易损性分析评估了不同强柱系数取值对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响。结构易损性分析表明增大柱端抗弯承载力是改善结构抗震性能的有效措施,增大强柱系数提高了结构的变形能力,使不同破坏极限状态之间形成较大的"梯度",对防止强烈地震作用下结构的突然倒塌提供了预示。结构易损性曲线对评估结构抗震性能、选用合适的目标强柱系数提供了量化标准。