松原地區(qū)群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)及抗震韌性分析

賈明明,袁昊禎,彭慧君

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150090;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 結(jié)構(gòu)工程災(zāi)變與控制教育部重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150090;3.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 土木工程智能防災(zāi)減災(zāi)工業(yè)與信息化部重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150090)

0 引言

城市地震災(zāi)害會破壞區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施和建筑，中斷城市社會和經(jīng)濟系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。在短時間內(nèi)，強震會重創(chuàng)城市幾十年甚至上百年的發(fā)展成果，同時會對生命安全與財產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的威脅。因此，城市地震常常給人類社會帶來巨大的損失，不僅僅是受災(zāi)時的直接損失，還包含災(zāi)后恢復(fù)過程中帶來的間接損失，因此對群體建筑結(jié)構(gòu)的抗震韌性分析在區(qū)域地震預(yù)測中顯得尤為重要。

對于大城市,建筑結(jié)構(gòu)一般都是由具有資質(zhì)的設(shè)計施工單位建造的,具有較高的抗震能力。而中小城鎮(zhèn)及農(nóng)村有很多自建房,沒有經(jīng)過相應(yīng)的抗震設(shè)計和缺乏抗震構(gòu)造措施,往往在中等等級地震作用下出現(xiàn)嚴(yán)重的地震震害。而且受當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)、經(jīng)濟等因素制約,建筑功能的震后恢復(fù)周期加長、城鎮(zhèn)的區(qū)域抗震韌性較弱,目前的研究又缺乏系統(tǒng)定量的分析,對當(dāng)?shù)氐恼鸷笾亟Q策和實施產(chǎn)生極大的制約。

在過去的十幾年里,學(xué)者們對群體建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)計算有了一定的發(fā)展。2011年Hori等[1]和2014年Lu等[2]提出基于多自由度建筑模型,采用彈塑性時程分析的方法來模擬城市群體建筑的地震災(zāi)害。2014年許鎮(zhèn)等[3]提出將2D-GIS樓層平面豎向拉伸的方法來獲得城市建筑群的三維幾何模型,是一種簡化的建筑物建模方法。2016年熊琛等[4]根據(jù)近年航空攝影技術(shù)以及激光雷達技術(shù)的發(fā)展,提出建立高真實感的城市區(qū)域3D-GIS模型。2017年林旭川[5]通過編制程序源代碼,建立了基于快速逐棟建模技術(shù)的城市大規(guī)模建筑群地震災(zāi)害模擬與三維可視化系統(tǒng)。

當(dāng)前國外主要發(fā)達國家在有關(guān)韌性方面的探究較為領(lǐng)先。最早也是最為經(jīng)典的韌性模型是由Holling等[6]建立的“適應(yīng)性循環(huán)”(Panarchy)模型。2003年,美國地震工程學(xué)會(EERI)發(fā)布了《確保社會抵御地震損失-地震工程研究和推廣計劃》報告,首次提出了抗震韌性概念。2007年Mayunga[7]探討了通過社會資本、經(jīng)濟資本、物質(zhì)資本、人力資本和自然資本五個因素量化社區(qū)災(zāi)害的韌性。2008 年Susan等[8]提出了較為完整的韌性評估指標(biāo)。2011年Framgopold等[9]提出單位時間韌性指標(biāo)的概念,以此可以在完善的單體建筑韌性評估理論中給出一個評價韌性的量化值。2012年,形成了FEMA P-58建筑物抗震性能評估[10-11]體系,通過分析建筑的經(jīng)濟損失、倒塌風(fēng)險、修復(fù)時間和人員傷亡等確定建筑的性能。

國內(nèi)的抗震韌性研究起步較晚,而2020年3月31日我國發(fā)布了《建筑抗震韌性評級標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》[12],于2021年2月1日實施,可用于單體建筑的抗震韌性評估,這也標(biāo)志著我國有關(guān)建筑抗震韌性的研究和應(yīng)用已提上了日程。

已有的群體建筑抗震性能分析主要注重于群體建筑的地震響應(yīng)分析和地震損失評估。本文根據(jù)剛出臺的《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》進行了松原地區(qū)群體建筑的抗震韌性研究,考慮群體建筑地震作用下的損傷程度、修復(fù)時間、修復(fù)費用和人員傷亡,建立了群體建筑抗震韌性的定量評價方法。本文以近年來多次發(fā)生破壞性地震的吉林松原地區(qū)為研究對象,系統(tǒng)地分析了當(dāng)?shù)厝后w建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),并評價了群體建筑結(jié)構(gòu)的抗震韌性。研究成果能夠為松原地區(qū)防震減災(zāi)決策、建筑結(jié)構(gòu)抗震加固、以及提高當(dāng)?shù)氐姆勒饻p災(zāi)能力提供了理論支持和參考依據(jù)。

1 群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析

1.1 群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計算軟件介紹

本文采用林旭川團隊開發(fā)的城市震害模擬器YouSimulator V2.0進行群體建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析。

城市震害模擬器(YouSimulator)通過三大基本功能模塊實現(xiàn)對群體建筑地震災(zāi)害的模擬。該系統(tǒng)以自動化建模模塊為核心,通過彈塑性時程分析,獲得每個建筑在地震作用下的各種樓層響應(yīng)與統(tǒng)計信息,最后由計算結(jié)果形成標(biāo)注的VTK格式的可視化數(shù)據(jù)文件,可在任意自行開發(fā)或開源的學(xué)可視化軟件上展現(xiàn)三維動態(tài)可視化結(jié)果。

1.2 地震動的選擇

由《建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50011—2010)》[13]附錄A可判定本文的研究對象松原城區(qū)和查干花鎮(zhèn)處于8度(0.20g)區(qū)。

基于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50011—2010)》和《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》可以確定設(shè)防地震和罕遇地震的地震動峰值加速度。在綜合了呂大剛等[14]的研究成果后確定了在8度設(shè)防水平下針對小震、中震、大震、巨震的時程分析地震動峰值加速值(表1)。

表1 8度設(shè)防水平下小震、中震、大震和巨震地震動峰值加速度(單位:g)Table 1 Peak ground acceleration of frequent,moderate,large,and giant earthquakes under fortification intensity of 8 degree (Unit:g)

最終根據(jù)上述兩規(guī)范的要求選取了表2所列的11組地震動(表2),并根據(jù)上標(biāo)峰值加速度進行調(diào)幅,進行群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析。

表2 選取地震動詳細(xì)信息Table 2 Detailed information of selected ground motions

松原地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計地震分組為第一組,II類場地類別,設(shè)計譜水平地震影響系數(shù)最大值:多遇地震為0.16,罕遇地震為0.9,場地特征周期為0.35 s。根據(jù)圖1繪制多遇地震和罕遇地震設(shè)計譜,其中阻尼比為0.05,按規(guī)范要求η1為0.02,η2為1,γ為0.9。

圖1 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》設(shè)計譜Fig.1 Design spectrum of Code for Seismic Design of Buildings

將11組地震動導(dǎo)入SeismoSignal軟件后得到各條地震動的加速度反應(yīng)譜,如圖2所示。選取的地震動滿足上述兩規(guī)范的要求,且加速度反應(yīng)譜處于多遇與罕遇地震設(shè)計譜之間。

圖2 反應(yīng)譜對比圖Fig.2 Comparison of response spectra

1.3 GIS數(shù)據(jù)的生成

(1) 查干花鎮(zhèn)GIS數(shù)據(jù)生成

將查干花鎮(zhèn)的地圖信息導(dǎo)入ArcGIS進行處理得到建筑物外表面多邊形數(shù)據(jù),并結(jié)合查干花鎮(zhèn)實地調(diào)查的結(jié)果,獲得每棟建筑的層數(shù)信息、結(jié)構(gòu)類型信息以及大致的建設(shè)年代信息。將識別得到的每棟建筑外表面多邊形與其建筑屬性數(shù)據(jù):層數(shù)、結(jié)構(gòu)類型、建設(shè)年代在ArcGIS軟件內(nèi)一一對應(yīng),最終生成群體建筑GIS數(shù)據(jù)。建筑信息統(tǒng)計情況列于表3。

表3 查干花鎮(zhèn)建筑信息統(tǒng)計表Table 3 Statistical table of building information in Chaganhua Town

(2) 松原城區(qū)GIS數(shù)據(jù)生成

選取松原市寧江區(qū)部分群體建筑,利用水經(jīng)注軟件,下載松原市區(qū)電子地圖,并提取出建筑物多邊形數(shù)據(jù)。結(jié)合無偏移遙感地圖和百度街景地圖,對選取的松原市區(qū)867棟建筑物的層數(shù)、結(jié)構(gòu)類型及建造年代進行了統(tǒng)計。建筑信息統(tǒng)計列于表4。

表4 松原局部城區(qū)建筑信息統(tǒng)計表Table 4 Statistics of building information in some urban areas of Songyuan

1.4 群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析

將群體建筑信息導(dǎo)入YouSimulator軟件,并輸入地震動,得到每棟建筑的損傷指數(shù)。損傷指標(biāo)與損傷等級對應(yīng)關(guān)系列于表5。

表5 損傷指標(biāo)與損傷等級對應(yīng)關(guān)系Table 5 Correspondence between damage indexes and damage levels

(1) 查干花鎮(zhèn)群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析結(jié)果

根據(jù)11組地震動計算得到的建筑物損傷指數(shù)取平均值。輸出查干花鎮(zhèn)群體建筑的平均損傷等級如圖3所示。

圖3 查干花鎮(zhèn)群體建筑損傷示意圖Fig.3 Schematic diagram of group building damage in Chaganhua Town

(2) 松原局部城區(qū)群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析結(jié)果

松原局部城區(qū)群體建筑的平均損傷等級如圖4所示。

圖4 松原城區(qū)群體建筑損傷示意圖Fig.4 Schematic diagram of group building damage in Songyuan City

1.5 城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)地震響應(yīng)對比分析

將兩個區(qū)域的每棟建筑在11種地震動的相同震級作用下的損傷指數(shù)取平均值,依據(jù)表5進行損傷等級的劃分,并確定各級地震作用下群體建筑各級損傷等級的占比。

從圖5中可得,在小震、中震和大震作用下,查干花鎮(zhèn)建筑的破壞程度明顯比松原城區(qū)高一個等級。其主要原因為:(1)松原市屬于我國的中小城市,其中建筑物都是由具有資質(zhì)的設(shè)計施工單位設(shè)計建造,具有較好的抗震性能;而查干花鎮(zhèn)屬于鄉(xiāng)鎮(zhèn),建筑物中有很大一部分為自建房,并沒有進行相應(yīng)的抗震設(shè)計;(2)由于松原城區(qū)建筑物層數(shù)普遍高于查干花鎮(zhèn),在相同強度地震作用下,往往損傷程度也越高。

圖5 群體建筑損傷等級占比圖Fig.5 The percentage of damage levels of group structures

總的來說,松原城區(qū)的建筑基本滿足“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo),查干花鎮(zhèn)作為松原地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)代表,其中很多建筑為未經(jīng)抗震設(shè)計的自建房,極易在大震下倒塌,造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

1.6 松原地區(qū)實測地震動的地震響應(yīng)分析

采用中國地震局工程力學(xué)研究所“國家強震動臺網(wǎng)中心”提供的2013年10月31日于吉林省松原市前郭爾羅斯蒙古族自治縣發(fā)生的5.6級地震的地震動記錄,并分別按照小震、中震、大震、巨震分別進行調(diào)幅,對查干花鎮(zhèn)和松原城區(qū)分別進行群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析,群體建筑各級損傷占比如圖6所示。

圖6 松原實際地震動作用下群體建筑損傷等級占比圖Fig.6 The percentage of damage levels of group structures under a real earthquake in Songyuan area

從圖中可知,在任意地震動作用下,查干花鎮(zhèn)建筑的破壞程度都比松原城區(qū)高一個等級,可見查干花鎮(zhèn)建筑的抗震能力相較于松原城區(qū)明顯偏低。由于松原當(dāng)?shù)貙嶋H地震動記錄原始峰值較小,且衰減較快,調(diào)幅后進行的群體建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析得到的群體建筑損傷較小。

2 群體建筑結(jié)構(gòu)抗震韌性分析

2.1 韌性指數(shù)法

功能恢復(fù)曲線可以表示建筑的震后功能損失及恢復(fù)過程。主要有四種恢復(fù)路徑[15],包括線性恢復(fù)、三角函數(shù)型恢復(fù)、指數(shù)型恢復(fù)、水平串聯(lián)恢復(fù)。

單體建筑地震韌性可以通過韌性指數(shù)[9,16]來評價,恢復(fù)曲線如圖7所示。與水平線串聯(lián)恢復(fù)的曲線較為相似,能較為準(zhǔn)確地體現(xiàn)恢復(fù)過程,同時恢復(fù)過程也足夠保守。其數(shù)學(xué)表達式:

圖7 建筑震后恢復(fù)曲線Fig.7 Building recovery curve after earthquake

(1)

式中:R為韌性指數(shù);Q(t)為以時間t為自變量的功能恢復(fù)函數(shù);t0為地震發(fā)生時刻;TT為震后恢復(fù)總時間TT=TI+TR;TI為功能恢復(fù)的推遲時間;TR為功能恢復(fù)所需時間。

由于各城市發(fā)展的不平衡,導(dǎo)致TI的不同。群體建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理復(fù)雜,為了方便計算,認(rèn)為一片區(qū)域的功能恢復(fù)推遲時間與功能恢復(fù)所需時間存在一定函數(shù)關(guān)系。由于各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不同,人員物資在震后抵達災(zāi)區(qū)的速度也不同,導(dǎo)致了建筑修復(fù)的推遲時間有較大差異,從而引申出功能恢復(fù)推遲時間系數(shù):k=TI/TT。k值是建筑修復(fù)的推遲系數(shù),其值越小說明震后的救援和修復(fù)響應(yīng)越快。k的取值針對不同地區(qū)和不同震級都有差異,依據(jù)以往鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城區(qū)地震響應(yīng)速度的統(tǒng)計結(jié)果,并綜合考慮查干花鎮(zhèn)和松原城區(qū)的經(jīng)濟、社會和人力資源條件,兩地的建筑修復(fù)推遲系數(shù)分別取50%和30%。查干花鎮(zhèn)相較于松原城區(qū)震后修復(fù)響應(yīng)更慢,其k值更大,且此k值僅用于韌性指數(shù)的計算。

將恢復(fù)曲線t0+TI后曲線段簡化為直線后可求得:

(2)

群體建筑的抗震韌性則根據(jù)各單體建筑的韌性并考慮其重要性系數(shù)加權(quán)求和得到,本文所取建筑重要性系數(shù)一致,即群體建筑韌性指數(shù)為區(qū)域內(nèi)各單體建筑韌性的均值。建筑群中的各個建筑會因使用功能、歷史價值、造價成本、人口密度等因素的差異在重要性方面有不同的權(quán)重,后續(xù)可通過大數(shù)據(jù)分析和專家經(jīng)驗打分等方法對建筑的重要程度進行排序,確定各自的重要性系數(shù),提高該系數(shù)取值的精確性。

2.2 韌性等級法

《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》對于建筑韌性評價主要包括三項內(nèi)容:直接經(jīng)濟損失、修復(fù)時間和人員傷亡的評估,這三者的評估過程獨立進行,結(jié)果互不影響。依據(jù)建筑破壞可能造成的人員傷亡的概率模型,人員傷亡的平均值可按下列公式計算:

(3)

(4)

式中:MH為因建筑破壞可能造成的受傷人數(shù)平均值;MD為因建筑破壞可能造成的死亡人數(shù)平均值;C為地震發(fā)生時人員在室內(nèi)的百分比;η為室內(nèi)人員的密度;Ai分為5級,A1～A5,分別表示發(fā)生嚴(yán)重破壞、中等破壞、輕度破壞、輕微破壞以及完好的建筑面積;rhi分為5級,分別表示發(fā)生嚴(yán)重破壞、中等破壞、輕度破壞、輕微破壞以及完好時的受傷率;rdi也分為5級,分別表示發(fā)生嚴(yán)重破壞、中等破壞、輕度破壞、輕微破壞以及完好時的死亡率。

地震發(fā)生時人員在室內(nèi)的百分比C可按建筑類別,取表6所列四個時間段百分比的均值或中位值。室內(nèi)人員密度η根據(jù)鄭山鎖等[17]的研究可取值如表7。受傷率rh和死亡率rd按照表8取值。

表6 一天時間內(nèi)人員在不同建筑內(nèi)的百分比Table 6 Percentage of personnel in different buildings in a day

表7 人員密度表Table 7 Personnel density table

表8 建筑處于不同破壞狀態(tài)時室內(nèi)人員的傷亡率Table 8 The casualty rate of indoor personnel when the building is at different damage levels

對于直接經(jīng)濟損失和修復(fù)時間,由于《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》只針對單體建筑進行評價,其計算過程精確到每一個建筑的構(gòu)件破壞程度,并不適用于成百上千的群體建筑進行抗震韌性評估,本文基于《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、FEMA計算出幾個代表性單體建筑的直接經(jīng)濟損失和修復(fù)時間,并結(jié)合Yousimulator的輸出結(jié)果進行計算?；贔EMA計算的幾個單體建筑的經(jīng)濟損失和修復(fù)時間均是基于超越概率為50%的點來確定的。

在《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》中建筑修復(fù)費用評價指標(biāo)可由下式確定:

(5)

式中:к為建筑修復(fù)費用評價指標(biāo);RT為建筑物的建筑修復(fù)費用;CT為建筑物按照現(xiàn)行定額計算得到的建造成本。

由于選取地區(qū)70%以上均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且80%以上為住宅建筑,根據(jù)王麗萍[18]及王禮瀚[19]的研究內(nèi)容,房地產(chǎn)企業(yè)在住宅建造過程中,建安成本控制在1 500元/m2左右,最終采取王麗萍案例中的1 587元作為本文的單方工程造價。由此上述公式可與已知參數(shù)構(gòu)成聯(lián)系,建立如下關(guān)系:

(6)

式中:d為建筑的震后損傷指數(shù);l0為單體建筑基于FEMA求得的單方損失;d0為單體建筑震后的損傷指數(shù);l為所要計算建筑的單方損失。

針對修復(fù)時間,《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)(GBT 38591—2020)》中規(guī)定了單層單位面積或單臺震損設(shè)備修復(fù)的工人數(shù)量需求,同時以工人總工時與工人數(shù)量之比作為最后修復(fù)時間標(biāo)準(zhǔn)。群體建筑修復(fù)時間受樓層面積影響不大,主要與建筑損傷程度有關(guān),由此建立如下關(guān)系式:

(7)

式中:Ttot為建筑修復(fù)時間;T0為單體建筑修復(fù)時間。

建筑修復(fù)費用、建筑修復(fù)時間和人員傷亡的評級標(biāo)準(zhǔn)如表9～11所列。建筑的抗震韌性等級應(yīng)該綜合考慮修復(fù)費用、修復(fù)時間和人員傷亡三項指標(biāo)的各項等級進行評價,取三項評價指標(biāo)的最低等級作為目標(biāo)建筑最終的抗震韌性等級。

表9 建筑修復(fù)費用指標(biāo)的等級Table 9 Grades of building repair cost indicators

表10 建筑修復(fù)時間指標(biāo)的等級Table 10 Grades of building repair time indicators

表11 人員傷亡指標(biāo)的等級Table 11 Grades of casualties indicators

(1) 查干花鎮(zhèn)抗震韌性等級

如上文所述,依據(jù)使用功能可以將建筑分為三類,查干花鎮(zhèn)的建筑類型分布如圖8所示。將根據(jù)11組地震動計算得到的損傷指數(shù)取平均值,進而得到查干花鎮(zhèn)各建筑的綜合韌性等級,韌性等級分布如圖9。

圖8 查干花鎮(zhèn)建筑類型分布圖Fig.8 Distribution of building types in Chaganhua Town

圖9 查干花鎮(zhèn)綜合韌性等級分布圖Fig.9 Distribution of comprehensive resilience levels in Chaganhua Town

(2) 松原城區(qū)韌性等級劃分

依據(jù)使用功能也可以將松原城區(qū)建筑分為三類,分布如圖10所示。將依據(jù)11組地震動計算得到的建筑損傷指數(shù)取平均值,同樣也可以得到松原城區(qū)各建筑的綜合韌性等級。其韌性等級分布如圖11。

圖10 松原城區(qū)功能分布圖Fig.10 Distribution of building types in Songyuan City

圖11 松原城區(qū)綜合韌性等級分布圖Fig.11 Distribution of comprehensive resilience levels in Songyuan City

2.3 城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)抗震韌性的對比分析

根據(jù)查干花鎮(zhèn)和松原城區(qū)在各震級下的韌性指數(shù),如表12所列。在不同大小地震作用下,建筑群的損傷情況不同,建筑群震后恢復(fù)所需的時間成本各異。群體建筑韌性指數(shù)取值范圍在0到1之間,數(shù)值越高說明該區(qū)域群體建筑的震后恢復(fù)能力越強,抗震韌性越好?？砂l(fā)現(xiàn)松原城區(qū)的建筑在各震級下韌性指數(shù)略高于查干花鎮(zhèn),且隨著震級的增大,兩者差值有所增大,但二者差值較小。說明松原城區(qū)群體建筑的抗震韌性略高于查干花鎮(zhèn)。

表12 各區(qū)域建筑不同震級下的韌性指數(shù)Table 12 Resilience indexes of buildings in different areas under different earthquakes

查干花鎮(zhèn)和松原城區(qū)兩地區(qū)建筑的綜合韌性等級比例如表13所示。查干花鎮(zhèn)中建筑多為自建房,未經(jīng)抗震設(shè)計,并達不到三星韌性的標(biāo)準(zhǔn);而松原市雖屬我國中小型城市,松原城區(qū)的建筑多經(jīng)過抗震設(shè)計,部分建筑能達到三星韌性等級的標(biāo)準(zhǔn)。最終呈現(xiàn)出查干花鎮(zhèn)沒有三星韌性等級建筑,而松原市還存在0.35%的三星韌性等級建筑。

表13 各區(qū)域建筑綜合韌性等級占比Table 13 Proportion of comprehensive resilience grades of buildings in different area

依據(jù)修復(fù)時間評判的星級與其他兩項星級相比普遍較低,而韌性等級取值為這三項指標(biāo)的最低值,這也導(dǎo)致了最終韌性等級很大程度上取決于修復(fù)時間對應(yīng)的韌性等級。而《建筑抗震韌性評級標(biāo)準(zhǔn)》7.1節(jié)中規(guī)定:建筑修復(fù)時間不宜計入建筑震損評估、修復(fù)方案制定、修復(fù)材料采購、施工設(shè)備租賃等各項開工前準(zhǔn)備工作所耗費的時間。在統(tǒng)一建筑修復(fù)施工程序和人員調(diào)動的情況下,城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑在面對相同地震的震后修復(fù)時間大多與建筑損傷程度有關(guān),這也說明了規(guī)范并未考慮區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展不平衡和震后反應(yīng)的差異性。最終導(dǎo)致了分析結(jié)果顯示松原市區(qū)二星建筑比例小于查干花鎮(zhèn)。

3 結(jié)論

以查干花鎮(zhèn)代表的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)由于大多建筑為農(nóng)村自建房,沒有進行相應(yīng)的抗震設(shè)計,建造時也沒有相應(yīng)的抗震措施,導(dǎo)致了該區(qū)域經(jīng)歷地震時建筑物的損傷程度明顯較高;而以松原城區(qū)為代表的城市地區(qū)的建筑多由具有資質(zhì)的單位進行設(shè)計施工,滿足規(guī)范要求,抗震性能較好,因此該區(qū)域經(jīng)歷地震時建筑的損傷程度較低。

對于群體建筑結(jié)構(gòu)抗震韌性的定量計算,本文采用了韌性指數(shù)法和韌性等級法兩種方法。松原城區(qū)的建筑在各震級下韌性指數(shù)略高于查干花鎮(zhèn),且隨著震級的增大,兩者差值有所增大,但二者差值較小。說明松原城區(qū)群體建筑的抗震韌性略高于查干花鎮(zhèn)。

查干花鎮(zhèn)沒有三星韌性等級建筑,松原市存在0.35%的三星韌性等級建筑,而松原市區(qū)二星建筑比例小于查干花鎮(zhèn)。建筑震后修復(fù)時間應(yīng)考慮區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡和震后反應(yīng)的差異性,并基于此評價群體建筑的韌性等級。

群體建筑的抗震韌性涉及到社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域,在地震工程學(xué)分析的基礎(chǔ)上,充分考慮群體建筑系統(tǒng)的復(fù)雜性,可為今后在本文研究的基礎(chǔ)上進行更加深入的研究。