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。     

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。     

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。     

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。     

用于应急避险的城市绿地标致性景观塔抗震设计

为了确保应急避险的城市绿地标志性景观塔抗震设计在城市绿地中能够发挥重要作用,需要进一步研究城市绿地景观塔的抗震设计内容。提出基于Logistic模型的城市绿地景观塔抗震设计方法,该方法介绍用于应急避险的城市绿地的规划、用于应急避险的城市绿地标志性景观塔中功能模块的作用、城市绿地标志性景观塔抗震设计理念,并分析Logistic模型在城市绿地景观塔抗震设计中的应用。结合模拟工程实例分析,利用抗震系数和地震灾害影响因子分析城市绿地标志性景观塔的抗震性能以及抗震设计是否合理。实例结果证明,城市绿地标志性景观塔的抗震性能较好,并且抗震设计具有合理性,能够符合应急避险绿地要求,具有较好景观效果。     

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。     

输电线路抗震韧性评估方法研究

输电线路抗震韧性研究有助于确定震后输电线路功能损失和恢复时间，为震后电力系统恢复提供重要参考。基于2008年汶川8.0级地震后成都、绵阳、德阳、广元和阿坝5个地区的输电线路震害资料，分析了输电线路功能失效、恢复情况，建立了功能失效、恢复时间与破坏情况的对应关系函数，结合韧性定义给出输电线路功能损失累积函数，划分了韧性水平等级，形成了以电压等级、长度、地形地貌为参数的输电线路抗震韧性计算方法。使用该方法对我国某地区输电线路进行试算，计算结果与以往对输电线路震害情况的定性判断基本相符，能够揭示出该地区输电线路在低烈度时损失较轻、在高烈度时损失较重的基本规律。     

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。     

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。     

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...     

基于多因素的地震灾害人员伤亡评估模型研究

针对目前常用的地震灾害中人员伤亡评估模型和方法评价指标单一,难以有效体现不同因素对人员伤亡的影响等不足,根据地震造成人员伤亡的原因,对造成人员伤亡的主要因素进行系统分析,在此基础上,选取参与构建地震灾害人员伤亡评估模型的因素。采用多元非线性回归法建立了基于多因素的地震灾害人员伤亡评估模型,并考虑次生地质灾害对评估结果的修正,提高了人员伤亡评估模型在四川地区的适用性及评估结果的可靠性。     

面向市县层级的地震灾害风险评估系统设计与实现

地震灾害风险评估工作的开展是践行新时期防震减灾工作的必然要求,是了解抗震薄弱环节和高风险地区的有效手段。本文针对现有地震灾害风险评估系统在市县层级应用薄弱、针对性不强、基本未考虑地质灾害的影响等问题,在分析总结最新研究成果的基础上,以宝兴县为例,设计并构建操作方便简单、针对性强的地震灾害风险评估系统。为地方政府地震灾害风险管理、防御和风险处置等提供方法和方案,切实提高地震灾害风险防御能力,有效降低地震灾害损失。     

开震害评估之先河创应急救灾之经验--谈山西大同-阳高地震的震害评估与应急救灾

1989年至1999年10a间在山西大同一阳高连续发生了3次中强地震，这是地震预报实用化攻关后，我国大陆地区发生的几次较大地震。叙述了大同一阳高地震的震害评估、应急救灾及其对我国防震减灾工作的贡献。指出，大同一阳高地震为我国开展震害损失评估、地震应急救灾、重建家园及有关法规法律的制订等工作积累了经验、打下了基础。     

中国城市抗御地震灾害研究的发展与实践

城市是社会发展的产物,它具有人口密集、经济发达、基础设施集中等特点。城市安全一直是人们普遍关心的问题,城市地震安全受到政府和社会的广泛关注,并且是学术界研究的热点问题之一。唐山大地震后,在反思惨痛震害教训的同时,中国政府和学术界开始了长达40余年的城市抗御地震灾害的研究与实践,形成了有中国特色的城市抗震防灾技术和方法。本文简要地归纳了破坏性地震对城市的影响,从我国先后开展的城市抗震防灾规划、防震减灾规划和韧性城市3个方面系统地总结了中国城市抗御地震灾害研究和实践的发展历程,讨论和评述了在这一研究领域存在的问题。本文对韧性城市的定义、研究内容、特征、评价指标和方法进行了较为详细的介绍,在此基础上,提出了在城市抗震中应重点加强研究的5个方面的问题和今后的研究方向。     

印尼和日本等地地震灾害对我省防震减灾的启示

简述了印度洋地震海啸与日本新、福冈地震灾害,分析了山西省防震减灾工作所面临的形势,提出了搞好山西省防震减灾工作的措施和建议,认为各级政府及有关部门应严格履行防震减灾的法定职责,作好“三大体系”的各项工作,才能实现无震有备,有震少灾。     

基于PDA的地震灾情信息流动采集系统的设计与实现

针对地震现场工作需要, 提出了解决灾情快速采集上报问题的思路, 设计出基于3G网络和无线局域网络的灾情流动采集终端系统和后台服务系统, 利用QuickMap网络地图服务平台提供的GIS运行环境, 采用离线地图解决了在网络通讯困难时的地图下载问题。 经过实际野外测试, 效果良好, 能满足地震现场工作队员的工作需要。     

日本兵库县南部地震灾害及其启示

本文叙述了日本兵库县南部地震的灾害特点，分析了灾害严重的原因及地震灾害以对政治、社会、经济、科学研究的影响，总结了应汲取的经验和教训。     

遥感图像震害特征组合增强模型及其算法实现

本文在多个震例图像增强方法研究的基础上,建立了一种通过单项方法的组合实现图像增强优化的组合模型,定义了基本模型单元和模型组合型态。基于增强模型库,通过C＋＋编程实现了该算法。同时,使用1976年唐山地震后航空遥感图像对该方法进行了试验,结果表明组合模型提高了震害提取能力。     

建立中国城市防震减灾系统工程的初步构想

在分析中国城市地震灾害特点及城市地震灾害发展趋势的基础上,提出了建立中国城市防震减灾系统工程的初步设想,并对城市防震减灾系统工程的特点、组成及功能进行了分析。认为,建立中国城市防震减灾系统工程是实现减轻我国城市地震灾害的有效手段。     

基于多源灾情数据的地震灾害损失实时动态评估系统设计与实现

传统的地震灾害损失评估系统,由于基础数据更新不及时,其评估结果准确性较差;随着灾情获取手段的不断丰富完善,利用地震现场实时获取的多源灾情信息,能够实现地震灾害损失实时动态评估。本文通过系统架构、业务功能、业务流程等设计,完成了多源灾情数据的地震灾害损失实时动态评估原型系统的研发。系统的设计与实现有助于震后政府部门实时动态地了解和掌握建筑物破坏、人员伤亡、经济损失等关键灾情信息,能更好地服务于抗震救灾工作。