第一种方法是在工作是巩固(传统)基于能力的方法详细Eurocode 8 [ 3]。在这种方法中,元素的分级的基础上执行一个行为因素 问设计师必须得到适当的假设。的code-compliant 问值假设这里考虑整体结构取决于材料的非线性响应,结构体系和设计程序。

第二个设计方法是作者在本研究中提出的另一种方法。它设想可能性假设不同 问值不同层的一个通用的多层的大楼。这个替代方法的主要步骤的流程图显示在图中 2。从传统的设计方法,考虑单个执行 问价值和采用分级的总截面的钢筋混凝土(RC)结构元素,认为差异化的替代方法 问值(钢筋)的设计钢筋加固结构元素的通用层。替代过程设置了约束保证结构设计的替代过程类似的失效概率(即。崩溃概率)与传统的结构设计方法。这允许设置一个可靠的地震反应和预期的表演比较这两种不同的结构。所以,结构设计已经完成后使用的传统方法,构建脆弱性曲线 P(Sa)_T1)_{1 问}在破产预防极限状态获得通过增量动态分析(IDA)过程( 37]。函数是一个有用的工具来评估脆弱性的地震易损性结构在某一破坏状态,取决于一个正确选择强度测量( 38]。在失效概率函数的定义 PSa(·),变量_T1代表第一个自然周期的谱加速度振动 T₁。之后的选择 问变量值为每一层—— 问设计过程已经完成定义替代钢筋配置。然后,第二个结构的脆弱性曲线,同样的破产预防极限状态,再次评估了IDA过程。最后,中央值(即。,the median values of the spectral acceleration for the two different distributions) Sa_{T1, 1 问}和 Sa T 1 , v 问 已经获得,选择比较。如果该值的 Sa T 1 , v 问 在范围从0.95 Sa吗_{T1, 1 问}1.05 Sa_{T1, 1 问}(由工程判断选择合适的接受范围),另一种设计过程是完成。如果值之间的差异不是可以忽略不计(例如, Sa T 1 , v 问 值结果的范围),替代设计过程与变量 问和一个不同的假设必须重启吗 问值的数据集。在这一项,设计过程非常一般的正确选择 问数据集是由设计师,显然在规定的最小值和最大值的尊重在设计过程中采用的建筑规范(摘要Eurocode 8)。它也强调,在这个替代变量 问方法,弱层机制是避免因为应用程序的能力的设计规则,规定形成的塑料铰链梁避免塑料铰链列和脆性破坏(例如,剪切破坏)的元素。

这种替代设计方法的主要目的是评估是否多样化的 问不同的层(或者,即价值。,of the ductility demand and as a consequence, of the expected damage at the storey) can lead to a reduction of the average annual expected loss for the building.

很明显,这种方法后的设计过程可以迭代。因此,它适用于被引入一个例程,通过最小化(或优化)的方法,可能导致的向量的定义 问值最小化代价函数(例如,损失测量)。当然,这个函数不能在一般是有效的,因为它可能会导致减少经济损失和减少居住者的后果(例如,伤亡人数)。最后一个方面是超出了本文的范围,并将未来调查的对象。在下面几节中,所述过程将被应用到建筑选为案例研究的优势,减少经济损失和人类而言,采用这种方案设计的相关方法。

从线弹性有限元模型用于设计阶段,两个非弹性有限元模型,与结构设计相关的两种不同的方法后,已经实现了。详细的非弹性模型采用非线性时间进行历史分析和评估两种结构的地震响应。数值模拟和下面的非线性地震分析与软件执行OpenSEES [ 40]。作为一个例子,图 4报告的侧面视图坐标系(周长 Y方向)建筑物的位置和编号的节点模型。数值模型的结构使用弹性梁、柱一维有限元素。在他们的四肢,将弯曲塑性铰模型通过长度为零的元素(相当于单组份的行为集中塑性元素)介绍了。三线性moment-rotation塑料铰链与滞回模型材料( 40]。在地面,列已经完全夹在他们的基地。群众对应结构死负荷,非结构化死加载和活荷载视为等效分布的光束质量。意味着材料属性模型,采用考虑moment-rotation塑料铰链的定义,一直以为按照Eurocode 8 [ 3]。的要点塑料铰链的骨干曲线计算推荐在全国过渡委员会( 5和岑 3),考虑到轴向负荷提供的垂直动作。刚性层假设模型中引入了与应用程序层的刚性连接,防止横向相对位移节点之间的地板上。

值得说的是,两种有限元模型不同的值只有在塑料铰链的特点,设计不同的增援部队以来(见部分 2)。结构调查第一振动周期等于 T_{1 X}= 0.78, T_{1 Y}= 1.13 s,分别 X和 Y的方向。结构参数监控每层期间历史分析峰值地面加速度,interstorey漂移的顶峰,层残余漂移。

两种结构的结构性能之间的比较采用两种不同的设计方法是基于一系列的时间历史的结构参数结果分析有限元模型。之前提到的结构参数(即。,peak floor acceleration, peak of interstorey, drift and storey residual drift) represent the input data for the subsequent loss assessment procedure. To capture the whole three-dimensional response of the building subjected to an earthquake, in this work, the seismic input has been introduced by two acceleration time history records acting along the two main horizontal directions of the models, i.e., X和 Y(见图的坐标轴 3)。

一组30条记录加速时间的历史选择和提取太平洋地震工程研究中心(同行)强烈的运动数据库( 42频率覆盖范围广泛的内容,时间,和振幅,水平地震分量的引用。他们代表一个地震场景时刻兆瓦级从6.5到8.0,记录在远处 R6-50公里的断层破裂。这里的设置采用相同的用于Zucconi et al。 43]。水平地面加速度峰值PGA范围从0.07克到0.48克。他们已经记录在B或C土类(根据Eurocode 8定义)。记录的集合分析采用被选择按照贝克等人的作品。 44]。

为了执行一个基于时间的损失评估分析(见[ 21]),不同的地震场景必须进行调查。在这个工作中,十个不同的地震情况,对应于十个不同地震烈度水平,考虑和分析。所以,十统一风险谱(呃)计算网站的建设,即。奥克兰(美国加州),考虑土壤C类。UHS认为是描绘在图 5。UHS已经获得关于十个不同的概率超过数等于1%,2%,4%,5%,7%,10%,20%,30%,50%,81%为50年的参考。30地面运动对缩放匹配,尽可能接近,平均(几何平均数)弹性与相应参考超高频频谱的网站。UHS有超过数概率等于5% 50年来弹性频谱对应破产预防极限状态和采用两种结构的设计(各自的 问值前详细)。每一个10地震强度,时间历史分析中执行OpenSEES提供两种不同结构的地震响应。

此外,为了获得崩溃脆弱性曲线的两个建筑,一个IDA过程有限元模型上进行了考虑同一地震输入已经讨论过。采用的标准来确定崩溃的程度至少下列条件之一: (我)

峰元素旋转比最终可用旋转结构元素

然后,采用结构分析的主要结果在以下部分中描述的地震损失分析。图 6(一)显示的中间值峰值interstorey漂移率(IDR)两种结构的各层,获得相对应的地震烈度设计级别的强度(即。50年来,5%的概率超过数对应于破产预防极限状态)。建筑设计与变量 问不出所料,印尼盾达到的最高价值较低的层结构(值约4%),在相当有限的从3到6层值约为1%。另一方面,单一- 问结构显示类似的趋势,但是少了标志值,范围从2%到3%,在较低的层(从1到3)和值从1%到2%从4到6层。趋势明显反映的选择行为因素的分布和结构设计的替代v 问方法确认最高两层位移需求是有限的。在图 6 (b)报道,平均峰值地面加速度值的两个不同的结构,获得相对应的地震烈度设计级别的强度。在这种情况下,两个结构明显相似的最大值沿建筑高度、建筑设计的值略高与单 问的方法。结构分析的结果称为其他地震强度表现出类似的趋势。所以,为了简便起见,他们不是这里讨论和进一步的报道。

的比较两种结构的抗震性能的死亡,受伤的人数,维修成本和维修时间设置为每个地震烈度考虑在研究中(即。,相对应的水平超过数的概率为81%,50%,30%,20%,10%,7%,5%,4%,2%,和1%的50年)。

作为第一个结果,数据 8(一个)和 8 (b)报告的情况评估预计死亡人数和受伤人数,10的两个结构和地震烈度。它可以采用变量——派生而来 问设计方法提供了一个减少预期后果的住户。这对所有地震烈度调查是有效的。

在图 8 (c)总维修成本的趋势报道,关于十个级别的地震烈度。正如预期的那样,随着地震强度的增加,维修成本上升。需要强调的一个有趣的方面是,建筑设计与变量 问值导致维修成本总是低于建筑设计单 问的因素。这意味着替代方法考虑案例研究结构的局部损伤,如果适当的校准,可以提供一个解决方案的经济损失较低影响,与结构设计与传统的方法相比,基于分布式损害。

最后,对总修理时间,在图 8 (d)两种结构的结果是相似的,事实上,预计修复时间为每个地震烈度几乎是相同的。在图的纵坐标,天指的是天表达的修理时间的工作,他指的是假设上面详细,并且不考虑时间获得许可,授权,时间规划和设计阶段。

基于时间的损失进行分析考虑到风险曲线假设的网站建设,位于奥克兰(美国加州)和图所示 7,黑点曲线代表十强度水平被认为是在工作。

下面的结果报告显示的主要结果的比较分析进行损失评估的两种结构设计有不同的方法。在图 9,一年一度的概率的图表(纵坐标)达到规定的值的总维修成本、总修理时间,受伤人数,人员死亡(横坐标)显示的数量。不同颜色的图形化显示十个不同强度的贡献年度超过数的概率值。如各种图像如图所示 9,low-moderate的地震强度(如强度1、2、3、4、5对应的概率超过数等于81%,50%,30%,20%,和10%的50年)起着重要的作用。事实上,即使他们不能达到极端地震事件的损失水平(较低的超过数的概率),他们有一个更高的年度发生概率。因此,一般来说,这些事件有相应的区域(即。,expected losses over the period considered) that are not negligible and comparable to those of the severe-high seismic intensity levels (e.g., intensities 6, 7, 8, 9, and 10 corresponding to probability of exceedance equal to 7%, 5%, 4%, 2%, and 1% for a period of 50 years). This is a very important aspect because it confirms that the seismic performance of a building, on a long reference period, depends not only on the behaviour of the structure under extreme events but also on the seismic response under low-moderate earthquakes. As far as the comparison of the two structures is concerned, the outcomes generally show analogous trends with annual probability values slightly higher for the case of single- 问设计方法。

的主要结果总结了基于时间的损失评估分析表 2和 3。表 2收集四个损失指标的年度平均值用于本文的结构。快速和清晰的比较,每年节省的采用替代方法可以达到也报道。

类似的结果被发表在表 3但是关于50年的时间。表中的值 3强调如何替代设计标准提出( v 问 )允许(积极)保存所有措施考虑性能比较。现在,没有一个公认的性能测量不同建筑物的抗震性能的比较,但无论如何,对于具体的案例研究,所有措施考虑提供一个储蓄(损失减少)如果基于变量的方法 问采用因子设计。此外,损失减少在某些情况下是不可以忽略不计。的确,所表现出的性能的差异这两个结构变量,根据衡量考虑,但总是获得最低的损失值 v 问 的方法。保存值的范围从大约10%总维修时间和维修总成本为-12%,大约41% - -43%的伤员和死亡的数量。

因此,这些结果后,它可以表示,替代设计过程提出了,如果适当地调整和校准所需的损害机理的基础上,可以从所有有利的观点。减少的后果住户 v 问 方法是值得注意的是,预期的减少(储蓄)高于40%的预期死亡和伤害在建筑的使用寿命(假定等于50年),比1 问方法的结果。

的解集分析预期损失的六层楼建筑已设置的两种方法。曲线图在图 10层数的纵坐标和横坐标的预期损失测量。层损失解集允许的理解这层更加脆弱,并提供最高的预期损失值,来驱动,例如,未来的行为倾向于减少预期的损失或增加建筑物的抗震性能。

图 10表明,一般来说,建筑设计与单一 问分配方法之间的损伤层,而统一的损失值,或减少几乎线性沿建筑立面。另一方面,建筑设计与这里的替代方法提出了集中损失,正如所料,在前两层(设计值)最高的行为因素。以下案例研究构建研究,可以1 问方法导致更高的预期损失对建筑设计的替代方法集中在几层楼的损害。强调,对于第二种方法,一般增加损失在第一和第二层广泛平衡损失减少的上层,显示全球的设计结构 v 问 方法具有更好的抗震性能。

看着层解集关于受伤的人数和死亡人数,可以进一步考虑。事实上,替代方法的结构设计提供了有趣的可能性操作重新分配住户为了减少地震的后果对人们因此减少了人类生命的损失。事实上,在这一点上,可以考虑地震损失评估的结果作为决策支持工具阶段,评估不同的选择减少风险的策略。众所周知,每个医院都是由广泛的服务和功能单元。这些包括诊断和治疗功能,例如临床实验室、成像,急诊室,和手术;酒店功能,如食品服务和家政;和基本住院治疗或在床上的一些函数( 39]。利用这种复杂性和当代存在的不同的功能在同一座楼里,它可能是一个假定的机会,在设计阶段,功能单元涉及最高的人的存在将位于特定的层。所以,为读者提供了一个可能的应用程序和示例中,我们假设操作重新分配的最大住户(即。432人)将10人/ 100 m的占用率²从3到6层和入住率比等于4人/ 100米²层1和2(见图 11)。这个操作,全球不会改变原最大的住户,可以通过区分不同的功能层。只(即通过引入这一修改。,different people distribution along with the storeys) in the Monte Carlo simulation conducted for the structure designed with variable- 问方法中,死亡的数量减少到16%的成果之前与人同样的结构情况但层上均匀分布。选择改变人的分布层的医院不提供好处的结构设计采用单 问方法,因为死亡和受伤的人数几乎是沿建筑高度统一。选择的可能性 问值的基础上抗震性能措施优化建筑代表了一个有趣的小说解决方案设计与选择的方法。显然,决定集中更高的人存在在更高的层应该值得考虑从更普遍的角度,考虑所有可能的风险来源的使用者(如火灾风险)。当然,这方面是论文的范围。