GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》与国际相关标准对比研究

建筑抗震韧性是指建筑结构在设定水准地震作用后维持和迅速恢复使用功能的能力。建立系统化的抗震韧性评价方法是建设抗震韧性建筑乃至韧性城市的重要组成部分。国际上从2012年起提出和发展了建筑抗震韧性评价方法,形成了多本韧性评价标准或指南。中国GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》于2020年3月31日发布,将于2021年2月1日起实行。为了对比GB/T 38591—2020与国际相关标准所评定的建筑抗震韧性水平,介绍了建筑抗震韧性评价方法的发展和基本流程,说明并比较了各标准计算韧性指标的不同策略,包括建筑修复费用、建筑修复时间和人员伤亡。采用算例说明了修复策略、次序和工人数量对建筑修复时间的显著影响,并对比了不同标准划定韧性建筑等级的判别标准。分析发现,GB/T 38591—2020在计算建筑修复时间、人员伤亡和判定抗震韧性等级方面与国际相关标准差别显著,且其所包含的不确信性范围小于国际相关标准。GB/T 38591—2020所评定的一星建筑的韧性水平约等同于或略高于REDi的银级建筑或USRC的4星建筑。

基于不同评价标准的屈曲约束支撑-钢框架建筑抗震韧性评价研究

为量化建筑抗震韧性水平,系统化对建筑结构进行韧性评级,国内外逐步颁布了FEMA P-58、REDi、USRC、GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》四本韧性评级标准。为定量分析国内外相关标准在减震建筑韧性评价上的差异与共通之处,以一幢9层屈曲约束支撑-钢框架减震建筑为例,分别按照国内外标准开展韧性评价,计算其韧性评级、建筑修复费用指标、建筑修复时间指标以及人员伤亡指标。研究发现:GB/T 38591—2020中评级为一星的建筑,其韧性水准大致相当于REDi中的银级建筑及USRC中的三星建筑;设防地震作用下,按国际标准计算得到的修复费用指标比GB/T 38591—2020低60%;不同标准的建筑修复时间指标计算方法存在显著不同,按REDi计算得到的修复时间最长,设防地震作用下达到160 d,按GB/T 38591—2020计算得到的修复时间最短,为16 d;对倒塌概率较低的建筑,按GB/T 38591—2020计算得到的人员伤亡评价指标大于国际标准。此外,国内外标准韧性评价结果皆显示非结构构件损伤对建筑抗震韧性影响较大,应进一步加强对非结构构件基于性能的抗震设计研究。

结构抗震韧性理论研究现状

随着经济社会的快速发展,实现结构抗震韧性已经成为国内外地震工程领域的共识和研究热点。从抗震韧性的起源与发展、韧性评估方法、单体建筑抗震韧性研究、韧性提高技术等四个方面总结和论述了结构抗震韧性研究进展现状。其中,韧性评估方法包含了对经典模型和各国既有抗震韧性评价标准的介绍;韧性提高技术主要介绍了摇摆及自复位结构以及可更换构件结构。由此提出了我国抗震韧性研究面临的问题与挑战,并对抗震韧性研究的发展趋势和方向进行了展望。