用备用容量设计方法设计的多层建筑抗震性能评估

抽象的

实际的建筑抗震规范具有规定性，它们的主要目的是在设计级地震时保证规定的生命安全水平，即使已经提出了一些方法来评估建筑在其整个使用寿命期间的抗震性能。其中，基于性能的抗震设计方法使建筑设计能够对居住者的生命风险和未来地震可能发生的经济损失有更现实的认识。另一方面，能力设计方法为合理分配不同结构单元之间的非弹性变形需求提供了准则，允许建立一个延性破坏机制，以避免不必要的脆性破坏。在这种情况下，现代建筑规范考虑采用行为因素的单一值问用于设计过程。所有这一切都应遵守，特别是对于具有不同用途和占用比例的楼层的建筑物，采用单一价值问可以指导设计过程，找到一个解决方案，而不是最大限度地减少地震损失。在此基础上，对采用两种不同方法设计的多层框架结构的地震反应进行了比较。第一种方法，由许多国际规范建议，遵循能力设计规则，并考虑一个单一的值的行为因素对整个建筑有效。在第一种情况下，理论上，破坏机制可能会影响到大楼的每一层。本文提出的第二种方法考虑的是采用不同行为因素来描述不同故事的可能性。这样，就有可能将最严重的地震引起的结构损伤集中在设计师选定的(少数)层上。采用抗震性能评估方法，从建筑整个使用寿命的预期损失和经济损失和人员伤亡损失两个方面对两种建筑反应进行了比较。结果表明，如果对不同的楼层选择不同的性能因素，设计过程可以提供一个较低的抗震损失值问价值。

1.介绍

当今世界公认的抗震设计理念认为，为了克服地震而不倒塌，结构可以通过达到高变形水平(通常在非弹性场中)和表现出延性损伤机制(如塑性铰链的形成)来应对地震事件。因此，部分入射地震能量以滞回能量的形式耗散，滞回能量也可能与结构和非结构单元的严重破坏有关[1]．当前的能力设计方法，在建筑抗震设计的学术背景下发展起来的，目前包括在许多国际规范中[2- - - - - -6，为新的抗震建筑的设计提供了计算结构元素和构造细节的标准。目前的建筑规范具有规范性，其主要目的是建立一个设计过程，为特定的设计级别事件或强度，在特定的极限状态下，为建筑提供一定的失效概率。虽然建筑规范允许获得满足特定地震烈度水平的生命安全性能水平的结构，但它们通常不要求尊重其他性能水平。此外，代码没有提供标准来定义其他性能级别(例如，那些连接到可使用性极限状态的性能级别)是否由设计的结构保证[7]．然而，预期的结构性性能以及用于通用地震强度发生的实际损坏量和损失通常是计算的[8]．即使最近，地震仍然突出了抵御地震行动的结构的棘手的困境，报告了长期不受服务的广泛结构和非结构损伤，并要求恢复高支付[9]．因此，近年来，越来越多的人开始关注弹性结构设计标准的定义。因此，新的设计标准已经开始包括将与震后改造相关的破坏和成本降到最低，以及安全性和财务方面[10- - - - - -14]．

在这一领域，基于性能的抗震设计(PBSD)在Vision 2000文件[15]然后由几位研究人员丰富，例如，otani [16]、波兰及Hom [17]，川岛[18),卡波斯(19，普里斯特利[20.]，是一个更广泛的概念，使建筑物的设计能够切合实际和可靠地了解居住者的生命风险，以及在建筑物的使用寿命期间可能发生的地震造成的经济损失[21]．特别是从建筑物的地震反应的评估开始，允许确定经历不同损失后果的可能性，考虑到各种可能在其使用寿命期间击中结构的潜在地震情景[22]．到目前为止，越来越多的人开始关注减少结构地震损伤造成的损失，这些损失要么与维修费用直接相关，要么与非结构部件功能损失甚至人员伤亡间接相关。

预期损失的评估可能是一个有趣的工具，可以是不同建筑物的地震性能的可靠和客观比较，或者在同一建筑物的不同设计解决方案之间进行比较，如Mahin等人所讨论的。[12]．基于性能的最佳地震设计应允许在地震载荷下改善地震性能的改进控制，实现直接施工成本的显着降低[23- - - - - -25]．

在另一边，在1970年代的上述能力设计方法的发展之后[26]甚至现在被认为是基于性能的地震设计的起点，研究人员的注意力一直专注于评估抗弹性系统的地震需求。因此，已经开发出用于减少结构元件上的地震动作的实际工具的定义，以考虑非弹性变形的存在。关于这一点，几项研究，例如[27- - - - - -30.]着重于行为因子的校准和定义，其定义为问欧洲编码8 [3.]．该参数旨在通过使用它将弹性谱减少到设计频谱中问，它比1大。选择合适的问值是抗震设计阶段的一个关键点问是与结构耗散能量的能力严格相关的，主要通过其结构单元的延性行为，显然涉及滞回损伤。在抗震设计过程中，采用单一的方法是相当普遍的问值，其用于不同结构元件的基于力的设计，假设结构的每个元素可以被设计级地震事件（分布式损伤概念）损坏。例如，基于选择性弱化标准，在[31- - - - - -34]驱动结构退化机制向集中损伤地震情景(集中损伤概念)方向发展。在未来，所有这些都可以为新结构的设计提供一种有效的替代方案，以替代预期的分布式地震破坏情况。选择弱化策略的基础是修改非弹性机制向更理想的机制，首先削弱选定的区域的结构和避免脆性破坏机制。随后，如果有必要，结构进一步升级到所需的强度/刚度/延性和耗能能力。

与此方法类似，本文遵循基于能力的方法的一般规律，对另一种抗震设计方法进行了数值研究。事实上，在新建筑的设计阶段，通过为不同用途的楼层选择不同的行为因素或不同的入住率(每个单一表面的人数)，选择性的强度弱化已经被引入。介绍的主要目的不同问抗震能力设计方法中的数值是通过考虑结构体系中特定构件的强度值的降低来修改结构的非弹性损伤机制，并引导建筑走向一个减少地震损失的机制。

然后，对采用两种不同方法设计的6层建筑的不同地震反应进行了比较。第一个结构是按照Eurocode 8中描述的综合容量设计方法设计的[3.，单引号问评估并产生一个倾向于在不同楼层上分散破坏的系统(分布式破坏方法)。第二种结构，采用本文提出的备选能力设计方法，通过考虑不同的设计方法进行设计问沿着建筑物高度的值，集中大部分的地震退化在选定的楼层(集中破坏方法)。数字1描述在设计阶段考虑的两种不同方法的示意图表示。根据以下四种不同的性能指标对两种设计方案的抗震性能进行了比较:（一世）事件后发生的死亡人数发生（ii）事件中受伤人数(3)更换/整修损坏部件的修理费（iv）建筑修复的修复时间

这些指标是按照FEMA P-58-1文件中描述的PBSD方法计算的[21]．本文考虑的FEMA P-58-1的方法，也称为同行框架[35[是否利用概率定理来预测地震的后果（损失）在上面引入的指标，其计算为不同级别的预期地震强度的多个整数。然而，不可能获得这种积分的精确封闭的解决方案，以评估通过统计方法的积分分析的结果，这是一种数值改良的蒙特卡罗方法，如杨等人所述。[36，已被考虑。

2.描述两种容量设计方法

2．1.单问（1问)设计方法

工作中考虑的第一个方法是Eurocode 8中详细介绍的基于整合(传统)能力的方法[3.]．在这种方法中，元素的大小调整是基于单个行为因素执行的问设计师必须正确地假定这一点。的code-compliant问此处的价值考虑了结构的整体非线性响应，这取决于材料，结构系统和设计程序。

２.２.变量,问（ )设计方法

第二种设计方法是作者在本研究中提出的另一种方法。它设想了不同的可能性问一般多层建筑中不同楼层的数值。图中显示了这种替代方法的主要步骤流程图2．从传统的设计方法开始，考虑单一的表演问对于钢筋混凝土(RC)结构构件的总截面尺寸，不同的方法考虑差异问通用层结构构件的钢筋设计值。该备选过程的设定具有约束条件，以保证采用该备选过程设计的结构具有与传统方法设计的结构类似的失效概率(即倒塌概率)。这样就可以对两种不同结构的地震反应和预期性能进行可靠的比较。因此，在用传统的方法进行结构设计后，建筑的脆弱曲线P(Sa)_T1)_1问在崩溃中，通过增量动态分析（IDA）程序已经获得了预防限制状态[37]．脆弱功能是用于评估某种损坏状态下结构的地震脆弱性的有用工具，具体取决于所选择的强度测量[38]．在失效概率函数的定义中P（·），变量SA_T1表示振动第一个固有周期的谱加速度T₁．然后，在选择之后问每个楼层的价值，变量 -问已经执行了设计过程以定义替代钢筋配置。然后，通过IDA程序再次评估第二结构的脆弱曲线，用于相同的崩溃预防限制状态。最后，中央值（即，两个不同分布的光谱加速度的中值值）sa_{T1, 1问}和已获得并选择进行比较。如果是值在0.95 Sa_{T1, 1问}到1.05 sa._{T1, 1问}(由工程判断选择一个合适的验收范围)，备选设计过程就完成了。如果两个值之间的差异不可忽略(即，value结果在前一个范围内），可变的替代设计过程 -问必须重新启动不同的假设问值的数据集。在这一术语中，设计程序是很一般的，而适当的选择问数据集留给设计师，这显然是在设计过程中采用的建筑规范(本文中的欧洲规范8)规定的最小和最大值方面。它也是强调如何，也在这个替代变量-问由于采用了规定梁中塑性铰形成的能力设计规则，避免了梁中塑性铰的形成和单元的脆性破坏(如剪切破坏)，从而避免了弱层机制。

这种替代设计方法的主要目的是评估多样化的多样化问不同楼层的值(即延性需求和楼层的预期损伤)可以导致建筑物平均年预期损失的降低。

很明显，遵循这种方法的设计过程可以是迭代的。因此，适合在例程中引入，通过最小化(或优化)方法，可以得到向量的定义问值最小化成本函数（例如，损耗测量）。当然，这种功能通常是有效的，因为它可以与减少经济损失和减少占用者的后果（例如，伤亡人数）相关联。最后一个方面超出了论文的范围，将成为未来调查的对象。在以下部分中，本文所述的过程将应用于作为案例研究所选择的建筑物，以便在减少经济和人类损失方面，与采用这种替代设计方法有关的案例研究。

3.案例研究大楼

对于研究，已经采用了一座特征在于高浓度和人类生活存在的医院建筑。6层结构在平面中的水平方向上具有RC力矩抵抗裸框（MRBFS）。它的平面尺寸（表面为900米）有36米×25米²/地面）和4米的间隙高度（建筑物的总高度为24米）。框架之间的间距为6.0米和5.0米X和Y方向,分别。横梁的六个隔间X方向长6.0米，而梁的五个湾Y方向长5.0米。柱的总截面为，第一层和第二层为60厘米× 60厘米，第三层和第四层为50厘米× 50厘米，其他层为40厘米× 40厘米。所有楼层的梁截面为40厘米× 60厘米。典型层平面图和结构框架三维图如图所示3（a）和3（b）．对于结构元件的混凝土已经假设C28 / 35级，并且钢钢筋被认为是B450C类。根据EuroCode 8计算了材料的机械性能。该结构是通过考虑的，对于中间地板，来自结构元件的分布式死载G_1，k= 3.3 kN / m²，来自非结构元素的分布式死载G_2，k= 3.5 kN / m²，分布活荷载问_k= 3.0 kN / m²．对于屋顶，来自结构元件的分布式终止载荷G_1，k= 3.0 kN / m²，来自非结构元素的分布式死载G_2，k= 1.2 kN / m²，分布活荷载问_k= 1.2 kN / m²一直在考虑。

假设入住率为8人/100米²每层楼[39，该结构的最大使用容量，即建筑中可以容纳的当代最大人数，等于432人。假设该建筑位于奥克兰(加利福尼亚州，美国)。

建筑物的结构已按照欧洲规范8的规定进行抗震设计[3.[考虑到具有等于0.7g的峰接地加速度（PGA）的塌陷防止状态下的弹性响应谱分析，借助于借助于动态响应光谱分析的两种不同的设计方法。因此，设计级事件的概率与50年相当于975年的返回时间，相当于5％。建筑物的弹性有限元（FE）模型已经实现了软件开放式[40]．

对于第一个抗震设计方法(即单-问)，一种行为因素问所有楼层都采用了等于3.0。在第二种方法中（即，变量 -问)，则假定最低两层的行为因子等于4.5，而中高层的行为因子则假定等于幺正值(即采用弹性谱)。所采用的行为因子分布如图所示3.．的问- 因欧元兑码码8 [3.用于耗散钢筋混凝土结构。另一种设计方法的主要目的是获得钢筋分布集中耗散，从而在所需的楼层(在这种情况下，在建筑底部的两层)中破坏。参照备选方法，采用的行为因子值如图所示3.关于采用统一提供了一些好处问所有存储的价值。事实上，采用比单一价值高的行为因子减少了在多级框架建筑物的高层楼层期望的高峰底层加速度值[41]．下面将提供关于为结构获得的峰底加速度的值的进一步细节。

对于两种情况，结构元件的总剖面被认为是相同的。根据第二方法设计的结构的分析提供了非常接近在第一方法中获得的（中央）光谱加速度值。此外，为整个建筑物的要素采用两种方法的钢筋数量相当相似。然后，可以假设两个建筑物的建筑成本，设计有两种不同的方法，实际上是相同的。例如，在表中报告了受最大弯矩影响的列部分和波束部分的钢筋1对于前面描述的两种方法。就降解机理而言，值为问在两种不同的方法中采用，预计单一 -问结构表现出一种分布的损伤机制，而变量-问结构特点是只涉及几层楼的集中破坏机制。

4.地震反应评价

4．1.非线性有限元建模

从用于设计阶段的线性弹性FE模型开始，已经实现了与两种不同方法之后设计的结构相关的两种非弹性FE模型。在非线性时间历史分析中采用了详细的非弹性模型，并进行了评估了两种结构的地震反应。对软件开放进行了数值建模和以下非线性地震分析[40]．举个例子，Figure4报告一个侧面的周长框架(在Y建筑物的方向）具有模型节点的位置和数量。结构的数值模型使用用于梁和柱的弹性1D有限元。在它们的肢体上，已经引入了通过零长度元件（相当于单组分集成塑性元件的行为）建模的集小弯曲塑料铰链。三轴力矩旋转塑料铰链与滞后材料进行建模[40]．在地面，柱子已经完全固定在底部。将结构恒载、非结构恒载和活载所对应的质量视为梁上的等效分布质量。模型中采用的平均材料特性，考虑了力矩旋转塑料铰链的定义，已经按照欧洲规范8 [3.]．根据NTC的推荐计算塑料铰链的骨干曲线的要点[5]及CEN [3.，考虑竖向作用提供的轴向载荷。在模型中引入了刚性楼盖假设，并采用了楼层刚性连接，防止了同一楼层节点之间的水平相对位移。

值得指出的是，由于设计了不同的加固构件，这两种有限元模型仅在塑性铰链的特性值上有所不同(见本节)2）.调查的结构具有第一个等于的振动期T_1X= 0.78 s andT_1Y = 1.13 s, respectively, inX和Y方向。在时间历史分析期间在每个楼层监控的结构参数是峰底加速度，间隙漂移的峰值和岩石剩余漂移。

4．2．地震输入的定义

采用两种不同设计方法的结构性能比较是基于对有限元模型进行的一系列时程分析的结构参数结果。前面引用的结构参数(即峰值楼面加速度、层间峰值、漂移和层间残余漂移)代表后续损失评估程序的输入数据。为了捕捉建筑在地震下的整个三维反应，在这项工作中，沿模型的两个主要水平方向的加速度时程记录引入了地震输入，即，X和Y(参见图中的坐标轴3.）.

从太平洋地震工程研究(PEER)中心强震数据库中选择并提取了一组30对记录的加速度时程[42]，以参考水平地震分量，涵盖广泛的频率内容、时间持续时间和振幅。它们代表了在距离处记录的力矩量级为6.5到8.0的地震情景R距离故障破裂6-50公里。这里采用的集合是在Zucconi等人中使用的。[43]．地面加速度水平峰值PGA范围为0.07 g ~ 0.48 g。它们已被记录在B或C土壤级(根据欧洲代码8的定义)。分析中采用的一套记录是根据贝克等人的工作选择的。[44]．

以进行基于时间的损失评估分析(见[21]），必须调查不同地震情景。在这项工作中，已经考虑并分析了10种不同地震强度水平的十种不同的地震情景。因此，通过考虑C土壤课程，已经为建筑物，即奥克兰（加利福尼亚州）的地点计算了十个统一的危险谱（UHS）。考虑的UHS被描述在图中5．大学保健处参照了10种不同的超过机率，分别为1%、2%、4%、5%、7%、10%、20%、30%、50%和81%，以50年为参照期。30个地震动对已按比例缩小，以尽可能接近它们的平均(几何平均)弹性谱与场地的相应参考UHS。50年内超过的机率等于5%的大学保健处是两种结构(分别为问以前详述的值）。对于10个地震强度中的每一个，在开放式中执行的时间历史分析提供了两种不同结构的地震响应。

此外，为了导出两个建筑物的崩溃脆弱曲线，通过考虑已经讨论的相同地震输入，已经在FE模型上进行了IDA程序。识别崩溃所采用的标准一直是达到以下条件中的至少一个：（一世）峰值单元旋转大于结构单元的最终可用旋转（ii）单向层间峰值漂移比(IDR)X或者Y)大于5%(3)数值不稳定性或数值不收敛

然后，将结构分析的主要结果应用于下一节所述的地震损失分析。数字6(一)shows the median values of the peak interstorey drift ratio (IDR) for the various storeys for the two structures, obtained for the seismic intensity corresponding to the design-level intensity (i.e., 5% probability of exceedance in 50 years corresponding to the collapse prevention limit state). For the building designed with the variable-问，如预期的那样，IDR在结构的较低楼层达到最高值(约4%)，而在3至6层相当有限，值约为1%。在另一边，单身-问结构表现出类似的趋势，但标记值较低，在较低的楼层(从1层到3层)的范围为2%至3%，在4层到6层的范围为1%至2%。这些趋势基本上反映了行为因子分布的选择，以及采用备选v设计的结构问方法，确认最高位移需求仅限于两个楼层。在图中6 (b)，为两个不同的结构报告了平均峰值加速度值，用于与设计级强度对应的地震强度获得。在这种情况下，两种结构的最大值沿建筑物高程基本相似，对于用单一的建筑物略高，值略高问的方法。其他地震强度的结构分析的结果表明了类似的趋势。因此，为了简洁起见，这里没有报道并进一步讨论。

5.损失评估分析

损失评估分析已使用“绩效评估计算工具”(PACT)软件进行[45考虑用概率计算来评估地震损失。

在分析中，根据联邦应急管理局(FEMA)选择了一个典型的医院预期使用的人口模型[21]．在人口模型中，峰值占用率被认为是等于8人/ 100米²每层楼[39]．单一建筑成本(UCC)等于2000美元/米²已被采用。这导致该建筑的总建筑成本(TCC)为1 080万美元。包括拆卸和废物处置费用在内的全部重置费用估计为1,200万元。这个值被假定为等于建筑物的重置成本。最后，将层间峰值位移、层间峰值加速度和残余峰值位移的结构性能计算结果，即前面讨论的10个地震烈度时程分析结果，作为软件的输入数据。

对600个实现进行了统计蒙特卡罗模拟。在这种方法中，建筑物的性能被表示为与地震震动相关的可能损害和结果。数字7显示奥克兰（California，USA）的危险曲线，假设C土壤类[46]．在本文中，以下绩效指标[21]已被考虑和计算:（1）死亡人数．在活动后或在活动后的建筑信封内发生的生命丧失。(2）受伤人数．建筑信封内发生严重伤害的人，需要住院治疗。(3）维修成本．以美元计算，将建筑物恢复到震前状态所需的费用，或在完全损失的情况下，将建筑物替换成类似结构的新结构所需的费用。维修费用包括所有必要的施工活动，以使损坏的部件恢复到震前的状态。修理措施包括以实物进行修理或更换，不包括将不符合标准的安装或结构带入新标准的相关工作。修理费用是基于修理措施，包括拆除或保护损坏区域附近的内容;支撑周围结构(如有需要);用临时围栏保护周围地区(例如远离灰尘和噪音);如有需要，拆卸建筑、机械、电气和管道系统，以便取得维修通道;新材料的采购和运输到现场;进行修理工作; replacement of architectural and mechanical, electrical, and plumbing systems, as necessary; and clean-up and replacement of contents. The repair cost is usually expressed as a percentage of the TCC.（4)修复时间．需要几周的时间将受损的建筑修复到震前的状态。修复时间的估计是在PACT中计算的，从这里考虑的总更换时间开始，等于730天，而参与修复作业的最大工人人数，假设为25人。修理时间通常表示为总更换时间的百分比。

性能组(定义见[21])中所考虑的结构要素已列明如下:（1）钢筋混凝土耐震框架(2）RC联系梁(3）RC板和隔膜板

性能组(定义见[21对非结构元件、设备和系统的损失评估分析已考虑如下:（1）外墙(2）外部玻璃系统(3）非结构地板部件(例如，地板和绝缘材料)（4)屋顶瓷砖，砌体烟囱和栏杆(5）内部分区（6）天花板（7）楼梯（8）电梯(9）机械设备和配电系统(例如，冷水机、冷却塔、空气处理装置、管道和管道)（10）电气设备和配电系统（例如，变压器，开关设备，配电盘，电池架，嵌入式照明和吊坠照明）（11）消防和防护系统（12）访问地板，工作站，书架，文件柜，和存储架

上述绩效组采用了PACT中实现的脆弱性函数和后果函数。根据联邦应急管理局[21]，所选择的随机变量/选择，在蒙特卡罗手术的每种模拟时改变，如下所示：（1）根据网站的危险曲线，地震强度措施(2）根据建筑物倒塌时的地震易损性曲线确定“倒塌建筑物”或“未倒塌建筑物”的条件(3）“可修复建筑物”或“不可修复建筑物”的条件，基于基于残差漂移率的建筑物修复脆弱性(见[21]）（4)地震事件的那一刻，以便在24小时内考虑不同的入住率

对于两个结构解决方案，在PACT中选择了相同的性能组。澄清的是,地震烈度水平高于地震烈度水平采用两种结构的设计(例如,破产预防极限状态对应的概率超过数5%的50年),有限元数值模型进行评估,在某些情况下,崩溃的条件(例如,峰值单元旋转大于极限可用旋转或峰值层间漂移比(IDR)在一个方向大于5%或数值不稳定或没有数值收敛)。因此，正如预期的那样，对于与50年内超过1%、2%和4%的概率相对应的地震烈度水平，两个结构的有限元模型所获得的高度非线性行为可以提供稍微不准确的建筑地震反应评估[33]，因为后者可能受到有限元模型中所采用的滞后定律的影响[47]．为了减少到最低限度的可能影响数值不稳定模型的一些基本动作,中位数的地震响应值采用了核心价值观的蒙特卡罗模拟(而不是平均值通常更多地受到异常值的存在)和适当数量的地震烈度水平,根据联邦应急管理局的建议[21的假设。

5.1。灰度损失分析

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的研究(例如,相对应的水平超过数的概率为81%,50%,30%,20%,10%,7%,5%,4%,2%,并在50年的时间内增加1%)。

第一个结果是数字8(一个)和8（b）对两座建筑物和10级地震烈度的预期死亡人数和受伤人数进行情景评估。由此可以得出，采用变量-问设计方法可降低建筑物的预期后果。这对所有调查的地震强度有效。

在图中8（c），报告了总修复成本的趋势，参考了所描述的十个水平的地震强度。正如所料，随着地震强度的增加，修复成本增加。要突出的一个有趣的方面的是，建筑设计有变量 -问价值导致维修成本总是低于用单一设计的建筑物问的因素。这意味着，与基于分布式损伤的传统方法设计的结构相比，考虑案例研究结构局部损伤的替代方法，如果经过适当校准，可以提供一个在经济损失方面影响较小的解决方案。

最后，关于总修复时间，报告在图中8（d），两种结构的结果类似，实际上，对于每个地震强度，预期的修复时间几乎是相同的。在图中的纵坐标，以天数表示的修复时间是指工作的日子里，指的是上面详述的假设，不考虑时间获得许可，授权，以及规划和设计阶段的时间。

5.2。基于时间的损失分析

考虑到了位于奥克兰（加利福尼亚州，美国）的建筑物的场地假设的危险曲线并显示了时间的损失分析。7，曲线上的黑点代表作品中考虑的十种强度等级。

下面报告的结果显示了对采用不同方法设计的两种结构进行损失评估分析的主要结果的比较。在图中9，显示了达到总修复成本、总修复时间、受伤人数和死亡人数规定值的年概率图(纵坐标)。不同的颜色图示出十种不同强度对年度超过值概率的贡献。如图中的各种图像所示9，the seismic events with low-moderate intensity (e.g., intensities 1, 2, 3, 4, and 5 corresponding to probability of exceedance equal to 81%, 50%, 30%, 20%, and 10% for a period of 50 years) play an important role. Indeed, even if they are not able to reach the level of loss of the extreme seismic events (the ones with lower probability of exceedance), they have a higher annual probability of occurrence. Therefore, in general, these events have corresponding areas (i.e., 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。

表中总结了基于时间的损失评估分析的主要结果2和3.．表格2收集本文所使用的四种损失指标的年平均值，用于两种结构。为了进行快速和清晰的比较，还报告了采用替代办法每年可节省的费用。

类似的结果见表3.但以50年为周期。表中的值3.突出替代设计标准如何提出（ )允许在本文比较中考虑的所有性能措施来储存（正）。如今，没有普遍接受的性能措施，以比较不同建筑物的地震性能，但无论如何，对于特定案例研究，如果基于变量的方法，所考虑的所有措施都会提供节约（损失） -问在设计中采用了因子。此外，在某些情况下，损失的减少是不可忽略的。确实，两种结构表现出的性能差异是可变的，取决于考虑的测量，但最低的损失值总是在的方法。节省值范围从总修复时间和总维修成本的大约10％-12％，损伤人数和死亡人数的数量约为41％-43％。

因此，根据这些结果，可以说明，本文提出的替代设计程序，如果适当地适应和校准的基础上所需的损害机制，可以从各个角度来看都是有利的。减少对建筑使用者的影响该方法是显著的，在建筑物的使用寿命(假设为50年)中，预期的死亡和受伤人数减少(节省)超过40%，与1问方法的结果。

已经为这两种方法设定了对建筑物六层楼中每一个的预期损失的分解分析。图中的图表10在纵坐标上拥有楼数和横坐标的预期损失措施。楼层损失分解允许了解哪个楼层更脆弱并提供最高的预期损失值，以驱动，例如，未来的动作容易降低预期损失或增加建筑物的地震性能。

数字10表明，通常，建筑物设计与单一 -问层间分布方法的损失值比较均匀，或沿建筑标高近似线性减小。另一方面，采用这里提出的替代方法设计的建筑集中了损失，正如预期的那样，在前两层(那些设计的行为因子值最高的)。对于正在研究的案例研究建筑，可以声明1问方法会导致更高的预期损失，相对于其他方法设计的建筑物而言，将损害集中在几层楼。需要强调的是，对于第二种方法，第一层和第二层损失的普遍增加被上层损失的减少广泛地平衡了，这表明整体结构设计与方法具有更好的地震性能。

5.3。基于时间的损失分析与住户再分配

从楼层分解来看，受伤人数和死亡人数，可以得到进一步的考虑。事实上，采用另一种方法设计的结构为重新分配建筑居住者提供了有趣的可能性，以最大限度地减少对人们的地震后果，从而减少人的生命损失。事实上，在这一点上，可以将地震损失评估的结果作为支持决策阶段的工具，以评估不同的降低风险策略。众所周知，每所医院都由各种各样的服务和职能单位组成。这些功能包括诊断和治疗功能，如临床实验室、成像、急诊室和外科;接待功能，如餐饮服务和客房服务;以及基本的住院护理或与床有关的功能[39]．利用这种复杂性和在同一建筑中的当代存在不同功能的情况下，可能是在设计阶段假设涉及最高人物存在的功能单元的机会将位于特定楼层。因此，只要提供读者可能的应用和示例，我们假设通过归因于10人/ 100米的入住率来运营最大建筑物（即432人）的重新分配²3 - 6层，入住率为4人/100米²对于故事1和2(参见图)11）.这种操作，在全球范围内不改变建筑原有的最大居住者，可以通过区分不同楼层的功能来实现。仅在对变结构设计的蒙特卡罗模拟中引入这一修正(即随层数不同的人分布)问采用这种方法，与之前相同结构情况下的结果相比，死亡人数最多减少了16%，但人平均分布在楼层上。在采用单层结构设计的情况下，改变人员在医院楼层分布的选择并不会带来好处问因为沿建筑物高度的伤亡人数几乎是一致的。选择的可能性问基于地震性能措施的价值是优化的衡量标准，代表了一种具有替代方法的建筑物的有趣新型解决方案。显然，专注于更高楼层的人存在的决定应尽可能地考虑更一般的观点，同时考虑到居民的所有可能的风险来源（例如，火灾风险）。当然，这方面超出了纸张的范围。

6.评价土壤对建筑抗震性能的影响

本文提出了进一步的研究，以评估土壤等级对建筑抗震性能的影响。如前所述，前面的分析是假定C类土壤进行的。为了确定土壤类别对建筑抗震性能的影响，进一步选择了两种土壤类别:一种具有较好的力学性质，对应较低的地震加速度(B类)，另一种力学性质较差，导致较高的地震加速度(D类)。

数字12显示不同的危险曲线之间的比较，指比USGS获得的比较选择的不同土壤类[46]．值得注意的是，采用较好的土壤类别(B类土壤)对应于位于C类土壤原始危险曲线左侧的危险曲线。这基本上导致，对于一个特定的频谱加速度值，一个较低的超过值的年平均频率(即降低在参考时间内观测到一个特定的频谱加速度值的概率)。相反，在D类土壤的情况下。

因此，在PACT软件中实现了两条危险曲线，以评估不同土壤类别的预期损失。参照一年的时间跨度得出的结果汇总于表中4．表中的“相对差异”行(以百分比表示)显示了由单一-获得的损失值之间的差异问方法和得到的损失值为变量-问方法，全部除以所得的值为单-问的方法。表中收集的“相对差”的正值（+）4强调每个土壤类，用可变的结构设计的结构问与传统方法设计的结构相比，该方法在考虑各种损失措施时，具有更好的抗震性能。在“相对差异”值中，类与类之间的小差异是存在的，但无论如何变量-问该方法似乎为所有三种危险曲线提供了显著的便利。这进一步证实了考虑一些建筑类型的结构不同楼层的不同行为因素的方法可以方便地独立于场地和当地地震危险。最后，为了进一步确认，需要强调的是，对于D类土壤，C类土壤的年平均预期损失均增加，而对于B类土壤，年平均预期损失均显著减少。

7.最后的评论

本文介绍了一个新的6层医院建筑的抗震性能评估结果，钢筋混凝土框架抗震设计遵循另一种能力设计方法，在这里提出。为了进行比较，建筑的结构元素也遵循传统的基于能力的方法进行设计。传统的方法，遵循通常的能力设计实践，只考虑行为因素的一个单一值问对于能够在各楼层间分布地震损伤的结构设计(单层)问设计方法)。相反，另一种方法考虑为不同的故事选择不同的行为因素值的可能性(变量-问方法）。本文提出并讨论了本文所提出的新程序的流程图。

通过地震损失评估方法，两种结构的地震性能的比较已经确定了四种不同的性能措施：死亡人数，受伤人数，总修复成本，以及由两者造成的总修复时间基于强度的损耗分析和建筑物的时间损失分析。

损失分析的结果表明，采用可选择的设计方法，在地震事件中提供所需的损伤机制，对研究中考虑的所有性能指标都是有利的。

事实上，即使两种结构计算的性能差异在不同的性能指标之间是不同的，损失减少范围从总修复时间和总修复成本的约10%-12%到受伤人数和死亡人数的约41%-43%。因此，这里提出的另一种设计方法，为本工作中调查的案例研究，提供了显著减少预期的影响，在建筑的使用寿命期间的人类生命损失。

最后，一项旨在评估土体等级对结构抗震性能影响的研究证实了变量-的采用问这里提出的设计方法独立于现场的局部危险方便。实际上，对于所有调查的案例，用变量设计的结构 -问方法显示较低的损耗值，而不是传统单一的结构 -问的方法。

值得注意的是，本文报告的结果仅代表了这里提出的替代方法的应用的初步结果，尽管在不同的审查观点下，该程序似乎特别有前景。进一步和必要的研究，将该方法应用于不同的试验台结构，将是未来和更深入的研究领域的目标。

数据可用性

没有数据用于支持这项研究。

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

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