【譯者注:2023年土耳其地震發(fā)生后,震害分析論文眾多。但是本文的系統(tǒng)性和工作深度尤為突出,也很值得中國(guó)同行借鑒參考。本文采用AI輔助翻譯】 ![]() https:///10.1016/j.jobe.2025.112660 Received 15 November 2024; Received in revised form 5 March 2025; Accepted 12 April 2025; Available online 17 April 2025 一、引言(摘譯) 本研究旨在提供創(chuàng)新視角以豐富現(xiàn)有文獻(xiàn)。研究范圍涵蓋:實(shí)地考察、建筑基礎(chǔ)信息與官方文件核查、建筑內(nèi)混凝土與鋼筋等建材性能檢測(cè)。根據(jù)建筑區(qū)位依照抗震規(guī)范評(píng)估土壤特性,最終通過(guò)有限元分析評(píng)估建筑性能。在此框架下,重點(diǎn)研究RC建筑倒塌的主因,檢驗(yàn)其與建造時(shí)現(xiàn)行法規(guī)及抗震規(guī)范的符合性。通過(guò)揭示RC建筑抗震薄弱環(huán)節(jié),本研究有助于深入理解地震活躍區(qū)RC建筑的脆弱性,并為其他地震區(qū)同類(lèi)建筑提供韌性提升策略參考。據(jù)我們所知,結(jié)合有限元建模、材料檢測(cè)與土壤調(diào)查的多維度建筑研究尚屬罕見(jiàn),本研究的創(chuàng)新性或?qū)⑻钛a(bǔ)這一空白。 二、土耳其抗震規(guī)范發(fā)展沿革 地處阿爾卑斯-喜馬拉雅地震帶的土耳其長(zhǎng)期飽受地震災(zāi)害侵?jǐn)_,由此不斷修訂抗震規(guī)范以減輕震害。圖1展示了土耳其抗震規(guī)范的歷次革新與重要地震事件。自1923年建國(guó)至1940年間,該國(guó)建筑未采用任何抗震規(guī)范。1939年?yáng)|土耳其發(fā)生的7.9級(jí)埃爾津詹大地震造成約3萬(wàn)人遇難,這場(chǎng)災(zāi)難促使土耳其于1940年頒布首部《土耳其抗震規(guī)范》(TEC 1940)。該規(guī)范主要借鑒意大利抗震法規(guī)理念,并根據(jù)本國(guó)國(guó)情進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整。 隨著地震工程學(xué)發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)普及、建材工藝進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)水平提升,土耳其相繼頒布了TEC 1968、TEC 1975、TEC 1998、TEC 2007,以及現(xiàn)行有效的《2018土耳其建筑抗震規(guī)范》(TBEC 2018)。如圖1所示,地震事件本身對(duì)規(guī)范革新具有顯著驅(qū)動(dòng)作用。 盡管土耳其抗震規(guī)范歷經(jīng)多次重大修訂,但歷史震害調(diào)查與2023年卡赫拉曼馬拉什地震均表明,某些結(jié)構(gòu)缺陷(混凝土與鋼筋質(zhì)量低劣、強(qiáng)梁弱柱節(jié)點(diǎn)、短柱效應(yīng)、箍筋不足、軟弱層、梁柱節(jié)點(diǎn)失效等)仍持續(xù)存在[41,[46], [47], [48], [49], [50], [51], [52], [53]],這凸顯出設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐仍需持續(xù)改進(jìn)。TBEC 2018實(shí)施四年后發(fā)生的卡赫拉曼馬拉什地震會(huì)否引發(fā)該規(guī)范修訂或新規(guī)制定,尚待歷史驗(yàn)證。 ![]() 圖1. 土耳其抗震規(guī)范沿革與重大地震事件 三、地震學(xué)【略】 四、地面運(yùn)動(dòng)和反應(yīng)譜【略】 五、鋼筋混凝土建筑特征分析 卡赫拉曼馬拉什地震對(duì)震中周邊11個(gè)省份造成破壞。該地區(qū)建筑存量主要由鋼筋混凝土(RC)建筑構(gòu)成。本節(jié)詳述研究范圍內(nèi)經(jīng)全面檢測(cè)的RC建筑共性特征。本研究調(diào)查了卡赫拉曼馬拉什(168棟)、阿德亞曼(126棟)、加濟(jì)安泰普(55棟)和哈塔伊(51棟)共計(jì)400棟倒塌RC建筑(圖12)。為確保研究一致性,樣本篩選標(biāo)準(zhǔn)包括:(1)損毀程度(僅選取2023年地震中完全倒塌并造成人員死亡的建筑);(2)結(jié)構(gòu)類(lèi)型(僅選擇RC建筑以保證結(jié)構(gòu)分析同質(zhì)性,聚焦受災(zāi)地區(qū)常見(jiàn)建筑類(lèi)型);(3)建筑基礎(chǔ)信息(來(lái)自當(dāng)?shù)鼐用窦肮俜轿募?。研究流程包括:首先收集建筑現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料、基礎(chǔ)信息和官方文件,繼而測(cè)定建筑內(nèi)混凝土與鋼筋等建材性能,根據(jù)地貌特征參照抗震規(guī)范評(píng)估土壤屬性,最后通過(guò)有限元分析評(píng)估結(jié)構(gòu)性能(圖13)。有限元分析采用土耳其現(xiàn)行抗震規(guī)范,依托專(zhuān)業(yè)建筑系統(tǒng)建模軟件ideStatik[63]完成,重點(diǎn)驗(yàn)證231棟RC建筑在靜動(dòng)態(tài)荷載下是否符合建造當(dāng)年的規(guī)范要求。 ![]() 圖12 建筑分布示意圖 ![]() 圖13 研究實(shí)施步驟 建筑許可作為地方政府頒發(fā)的正式建設(shè)憑證,對(duì)新建、重大改建或擴(kuò)建工程具有強(qiáng)制效力。無(wú)證建設(shè)或擅自改動(dòng)承重體系將引發(fā)法律糾紛、安全隱患及產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。圖14a顯示四省份無(wú)證建筑比例居高不下,相關(guān)行政部門(mén)對(duì)違建行為的監(jiān)管缺位與責(zé)任主體的違規(guī)施工共同導(dǎo)致了建筑倒塌事故。 ![]() 圖14 研究對(duì)象特征統(tǒng)計(jì) 按建造時(shí)適用的抗震規(guī)范劃分(圖14b),倒塌RC建筑中采用1975版土耳其地震規(guī)范(TEC 1975)設(shè)計(jì)的占比最高,而采用2018版規(guī)范(TBEC 2018)的最低。該結(jié)果不應(yīng)簡(jiǎn)單歸咎于TEC 1975的技術(shù)缺陷,其深層原因包括:規(guī)范執(zhí)行期內(nèi)監(jiān)管體系缺失、商品混凝土應(yīng)用局限、計(jì)算機(jī)分析技術(shù)未普及等。隨著土耳其抗震規(guī)范的迭代更新,RC建筑震損風(fēng)險(xiǎn)已顯著降低。為減少未來(lái)地震損失,亟需對(duì)2000年前建造的(即規(guī)范體系完善、質(zhì)量監(jiān)管強(qiáng)化及建材升級(jí)之前的)老舊建筑進(jìn)行加固或拆除重建。 圖14c-d分別顯示依據(jù)TEC 1975和TEC 1997-2007劃定的建筑抗震分區(qū)。土耳其1972年與1996年版地震區(qū)劃圖將全國(guó)分為五級(jí)(I-V區(qū)),對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)峰值加速度分別為0.03-0.10g和0.10-0.40g。2018版規(guī)范(TBEC 2018)則改用譜加速度值(PGA)替代傳統(tǒng)分區(qū)表述。圖14e-f呈現(xiàn)了研究對(duì)象的層數(shù)分布與基礎(chǔ)類(lèi)型特征。地下室作為影響RC建筑抗震性能的關(guān)鍵參數(shù),其存在可顯著提升結(jié)構(gòu)性能[64-66],樣本中地下室分布見(jiàn)圖14g。有限元分析顯示,231棟建筑中大量配置了對(duì)抗側(cè)力至關(guān)重要的RC剪力墻(圖14h),但需注意:剪力墻與其他豎向承重構(gòu)件比例及平面布置方案同樣影響整體性能。某些情況下,導(dǎo)致剛度中心與質(zhì)量中心偏離的剪力墻布局可能產(chǎn)生與預(yù)期相反的負(fù)面效應(yīng)。 六、建筑結(jié)構(gòu)性能評(píng)估 本研究通過(guò)核查RC建筑是否符合建造時(shí)的現(xiàn)行法規(guī)與抗震規(guī)范,旨在揭示導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)倒塌的關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)受卡赫拉曼馬拉什地震影響的卡赫拉曼馬拉什、阿德亞曼、哈塔伊和加濟(jì)安泰普四市的400棟倒塌RC建筑進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。本節(jié)通過(guò)圖表形式呈現(xiàn)許可證階段、有限元分析階段、施工階段及竣工后各環(huán)節(jié)的評(píng)估結(jié)果,并在相應(yīng)標(biāo)題下分別解析研究結(jié)論。 6.1 基于許可證階段的評(píng)估 圖15a顯示獲得附加許可證(additional building licenses)的RC建筑分布情況,表明這些建筑在獲得初始許可證后,其靜態(tài)設(shè)計(jì)方案發(fā)生了重大變更。這些變更對(duì)建筑抗震性能產(chǎn)生了負(fù)面影響。根據(jù)2007版土耳其地震規(guī)范(TEC 2007),建筑重大改造必須進(jìn)行性能分析,以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)能否安全承載變更。該規(guī)范實(shí)施前的擅自改造被認(rèn)為是導(dǎo)致RC建筑倒塌的重要參數(shù)之一。圖15b展示了無(wú)證建筑的"建筑特赦(zoning amnesty)"申請(qǐng)狀態(tài)【譯者注:建筑特赦,是指土耳其允許建筑商通過(guò)支付費(fèi)用,正式注冊(cè)那些不符合規(guī)范的建筑。自1984年以來(lái),土耳其已經(jīng)實(shí)施了超過(guò)20次建筑特赦。據(jù)jacobin.com報(bào)道,赦免費(fèi)住宅類(lèi)房產(chǎn)按物業(yè)價(jià)值的 3%收取,商業(yè)建筑則按 5%收取?!?/span> ![]() 圖15 建筑許可狀態(tài) 土耳其居民樓普遍存在"底商上住"現(xiàn)象,即臨街建筑將底層作為商業(yè)用途。這類(lèi)樓層通常層高較大,填充墻開(kāi)設(shè)車(chē)庫(kù)門(mén)或大面積櫥窗,導(dǎo)致形成"軟弱層"——該層水平位移剛度降低,在地震中會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)超其他樓層的位移。設(shè)計(jì)時(shí)未考慮的二階效應(yīng)在此顯現(xiàn),使地震破壞集中發(fā)生于該層。圖16a顯示調(diào)查建筑中底層商用比例,可見(jiàn)400棟倒塌RC建筑底層商用率極高。圖16b進(jìn)一步顯示,為擴(kuò)大使用面積擅自切割底層柱體的指控比例。研究證實(shí)底層商用是導(dǎo)致RC建筑倒塌的關(guān)鍵因素。建議地震活躍區(qū)禁止居住建筑底層商用,應(yīng)建立純商業(yè)用途的集中貿(mào)易中心。 ![]() 圖16 建筑底層使用狀態(tài) 6.2 基于有限元分析階段的評(píng)估 本研究涉及的倒塌RC建筑中72%持有許可證和工程圖紙,但因部分圖紙缺陷,最終對(duì)231棟建筑建立了有限元模型,采用土耳其RC設(shè)計(jì)常用軟件ideStatik進(jìn)行分析。圖18展示部分建筑的震前、震后及有限元模型對(duì)比圖。模型采用每節(jié)點(diǎn)6自由度(平動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng))的3D彈性梁?jiǎn)卧M梁柱,四節(jié)點(diǎn)殼單元模擬樓板與剪力墻。荷載根據(jù)規(guī)范自動(dòng)計(jì)算生成。 ![]() 圖18. 部分建筑的地震前、地震后及有限元模型對(duì)比圖 ![]() 圖19. 建筑物基本周期分布圖 盡管2018版規(guī)范(TBEC 2018)規(guī)定了考慮填充墻與結(jié)構(gòu)相互作用的層間位移準(zhǔn)則,但早期規(guī)范忽視其影響。本研究231棟建筑中僅3棟適用TBEC 2018,為統(tǒng)一對(duì)比標(biāo)準(zhǔn),模型未模擬填充墻但計(jì)入其重量(歷史地震表明填充墻相互作用對(duì)建筑損傷有顯著影響[67])。倒塌建筑均按建造時(shí)的抗震規(guī)范要求,采用各版本規(guī)范共通的線(xiàn)彈性方法評(píng)估——因多數(shù)倒塌建筑依據(jù)1975版規(guī)范設(shè)計(jì),該版本未包含非線(xiàn)性分析方法條款。1975/1998/2007版規(guī)范設(shè)計(jì)建筑未采用有效截面剛度系數(shù),但2018版規(guī)范設(shè)計(jì)建筑則嚴(yán)格按規(guī)范要求考慮該系數(shù)。 根據(jù)建筑位置通過(guò)有限元分析獲得的結(jié)構(gòu)基本周期分布如圖19所示。由圖19可見(jiàn),建筑基本周期值介于0.2秒至2.0秒之間。這些數(shù)值可與圖4至圖11中規(guī)定的譜加速度及結(jié)構(gòu)損傷建立關(guān)聯(lián)。基于本研究考察的加速度臺(tái)站數(shù)據(jù)表明:當(dāng)建筑物基本周期對(duì)應(yīng)的加速度譜值超過(guò)設(shè)計(jì)譜值時(shí),建筑將承受高于規(guī)范預(yù)期的地震需求。需特別說(shuō)明的是,該評(píng)估基于加速度臺(tái)站數(shù)據(jù),而非建筑物實(shí)際位置。 圖20展示了建筑振型分布規(guī)律。通常建筑結(jié)構(gòu)的第一、第二振型應(yīng)為平動(dòng)形態(tài),第三振型為扭轉(zhuǎn)形態(tài)。但分析發(fā)現(xiàn)約50%的有限元模型建筑呈現(xiàn)第一振型為扭轉(zhuǎn)模態(tài)的特征,這種情形將顯著惡化建筑抗震性能并導(dǎo)致破壞。 ![]() 圖20. 建筑物振型分布圖 扭轉(zhuǎn)不規(guī)則(A1型)指地震作用下樓蓋因扭轉(zhuǎn)效應(yīng)產(chǎn)生的不規(guī)則位移,當(dāng)某層最大相對(duì)位移與同層平均相對(duì)位移比值超過(guò)1.2時(shí)即判定存在(圖25)。軟弱層不規(guī)則(B1型)指建筑某層側(cè)向剛度顯著低于相鄰上層(常見(jiàn)于商業(yè)用途首層大開(kāi)間設(shè)計(jì)),地震中該層將產(chǎn)生過(guò)度變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌。薄弱層不規(guī)則(B2型)則指某層抗側(cè)力承載力低于相鄰上層(如停車(chē)場(chǎng)改造等情況),無(wú)法有效抵抗地震作用而引發(fā)嚴(yán)重破壞。 圖26統(tǒng)計(jì)了按TEC 1998、2007及TBEC 2018建造的建筑中A1、B1、B2不規(guī)則類(lèi)型的占比分布(134組數(shù)據(jù),排除TEC 1975規(guī)范建筑)。分析表明: ·圖26a:1998版與2007版規(guī)范建筑中分別存在58.97%和54.84%的A1型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,說(shuō)明1997-2018年間超半數(shù)建筑存在扭轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)。盡管規(guī)范允許當(dāng)不規(guī)則系數(shù)>1.2時(shí)采用特殊分析方法,但本研究倒塌建筑中多數(shù)具有此特征。建議規(guī)范應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)通過(guò)優(yōu)化柱墻布置(使質(zhì)量中心與剛度中心盡量重合)來(lái)降低扭轉(zhuǎn)系數(shù),而非單純改變分析方法。 ·圖26b:1998版規(guī)范建筑中B1型占比5.13%,2007-2018年降至1.08%,2018-2023年實(shí)現(xiàn)100%消除,反映規(guī)范修訂與施工監(jiān)管的有效性。 ·圖26c:1997-2007年間33.33%建筑存在B2型不規(guī)則,2007-2018年銳減至7.53%,2018年后完全杜絕,印證規(guī)范革新與結(jié)構(gòu)審查對(duì)提升建筑規(guī)則性的顯著成效。 ![]() 圖26 A1(扭轉(zhuǎn))、B1(軟弱層)、B2型(薄弱層)不規(guī)則建筑情況 6.3 施工階段問(wèn)題分析 鋼筋混凝土承重構(gòu)件中的約束鋼筋(箍筋與拉筋)可抵抗剪切力、防止縱向鋼筋屈曲并提高核心區(qū)混凝土的延性。這種延性特性及相應(yīng)約束區(qū)的箍筋加密要求最早在1975年土耳其地震規(guī)范(TEC 1975)中提出,此后所有抗震規(guī)范均包含專(zhuān)項(xiàng)條款。圖27、圖28分別對(duì)比展示了TEC 1975與TBEC 2018對(duì)梁柱約束鋼筋的要求。通過(guò)對(duì)倒塌建筑的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),大部分建筑未實(shí)施約束區(qū)設(shè)計(jì)(圖29),這揭示約束區(qū)缺失是導(dǎo)致建筑倒塌的關(guān)鍵因素。值得注意的是,即便按TBEC 2018設(shè)計(jì)的倒塌建筑中仍有33.33%存在約束區(qū)缺失問(wèn)題(需特別說(shuō)明:本節(jié)評(píng)估的建筑中僅3棟按TBEC 2018建造,其中1棟不符合約束區(qū)規(guī)范要求)。 ![]() 圖29 倒塌建筑約束區(qū)實(shí)施情況 箍筋細(xì)部構(gòu)造(如彎鉤角度)對(duì)保證構(gòu)件延性至關(guān)重要。根據(jù)土耳其抗震規(guī)范,必須采用彎鉤角度≥135°的封閉箍筋,該角度設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)軸向/側(cè)向力作用下的延性性能具有決定性作用。圖30展示了符合TBEC 2018的箍筋樣本,規(guī)范要求箍筋應(yīng)從外側(cè)包絡(luò)縱向鋼筋且彎鉤必須閉合于同一縱筋。圖31a對(duì)比顯示:在按1975/1998/2007規(guī)范設(shè)計(jì)的倒塌建筑中,絕大多數(shù)承重構(gòu)件箍筋彎鉤不符合規(guī)范要求。 箍筋在承重構(gòu)件中產(chǎn)生的約束壓力與約束鋼筋位移成反比。柱構(gòu)件中,約束效應(yīng)主要體現(xiàn)在箍筋轉(zhuǎn)角處及縱向鋼筋通過(guò)拉筋固定的區(qū)域,因此拉筋使用對(duì)約束效應(yīng)發(fā)揮至關(guān)重要。圖31b顯示:在可檢測(cè)拉筋的倒塌建筑中,拉筋使用率普遍不足。 ![]() 圖31 鋼筋構(gòu)造情況 混凝土質(zhì)量直接影響RC建筑抗震性能。規(guī)范的澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)工藝是抗震基本保障。劣質(zhì)混凝土?xí)@著降低結(jié)構(gòu)完整性,大幅增加震時(shí)倒塌風(fēng)險(xiǎn)。為此,抗震規(guī)范明確了設(shè)計(jì)最低混凝土強(qiáng)度要求,且實(shí)際采用強(qiáng)度等級(jí)必須符合規(guī)范。圖32a對(duì)比顯示:2018年前建造的RC建筑中近50%混凝土強(qiáng)度未達(dá)建造時(shí)規(guī)范要求;類(lèi)似地,圖32b顯示多數(shù)倒塌建筑鋼筋等級(jí)也不合規(guī)。 ![]() 圖32 建筑材料性能與規(guī)范符合性對(duì)比(a)混凝土(b)鋼筋 6.4 建成后違規(guī)問(wèn)題調(diào)查 發(fā)現(xiàn)部分業(yè)主在取得許可證后擅自違規(guī)加層(圖33)。這些加層多由非專(zhuān)業(yè)工匠施工,既增加建筑荷載又導(dǎo)致地震力傳遞異常。數(shù)據(jù)顯示大量建筑在竣工后存在非法加層現(xiàn)象,這被認(rèn)為是導(dǎo)致倒塌的重要原因。法規(guī)要求:任何影響結(jié)構(gòu)性能的重大改造(加層、擴(kuò)建、用途變更)必須重新申報(bào)許可。 7 綜合討論 建筑全生命周期包含規(guī)劃許可、有限元分析、施工建造及建成后四個(gè)階段。400棟倒塌RC建筑中各階段錯(cuò)誤分布如圖34所示:施工階段占43.58%、有限元分析25.57%、許可階段24.77%、建成后6.07%。許可階段主要問(wèn)題是設(shè)計(jì)圖紙深度不足及計(jì)算書(shū)缺失;施工階段突出表現(xiàn)為鋼筋細(xì)部構(gòu)造缺陷、混凝土質(zhì)量低劣、彎鉤角度錯(cuò)誤、約束區(qū)缺失及鋼筋品質(zhì)問(wèn)題。 ![]() 圖34 各階段錯(cuò)誤分布 盡管第4章反應(yīng)譜分析顯示部分區(qū)域?qū)嶋H地震加速度超過(guò)設(shè)計(jì)取值,但這不應(yīng)視為建筑倒塌的唯一原因。結(jié)合前文分析可知,各階段失誤形成"缺陷鏈"共同導(dǎo)致了災(zāi)難后果。隨著新規(guī)范實(shí)施及建筑審查制度完善,預(yù)計(jì)許可與施工階段的錯(cuò)誤將逐步減少。 八、結(jié)論 2023年2月6日,土耳其東南部安納托利亞地區(qū)卡赫拉曼馬拉什省先后發(fā)生Mw=7.7級(jí)(帕扎爾哲克鎮(zhèn))與Mw=7.6級(jí)(埃爾比斯坦鎮(zhèn))強(qiáng)震。此次雙震直接影響安納托利亞?wèn)|部及東南部11個(gè)省份,包括卡赫拉曼馬拉什、哈塔伊、阿德亞曼、馬拉蒂亞、奧斯曼尼耶、加濟(jì)安泰普、尚勒烏爾法、迪亞巴克爾、阿達(dá)納、基利斯及埃拉澤。本研究調(diào)查了卡赫拉曼馬拉什、阿德亞曼、哈塔伊和加濟(jì)安泰普四地共400棟倒塌的鋼筋混凝土建筑,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查、建筑基礎(chǔ)資料與官方文件收集、材料性能與土質(zhì)特性測(cè)定及三維有限元分析等手段,結(jié)合建筑落成時(shí)現(xiàn)行法規(guī)與抗震規(guī)范的符合性審查,揭示了導(dǎo)致RC建筑倒塌的核心參數(shù)。主要研究發(fā)現(xiàn)如下: · 埃爾比斯坦-卡赫拉曼馬拉什地震中,近場(chǎng)臺(tái)站記錄的水平和豎向反應(yīng)譜均未超出抗震規(guī)范設(shè)計(jì)譜值;而帕扎爾哲克-埃爾比斯坦地震的水平與豎向反應(yīng)譜在部分臺(tái)站出現(xiàn)超設(shè)計(jì)譜現(xiàn)象 · 特定周期段超過(guò)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜表明:基本周期落在此區(qū)間的建筑實(shí)際承受的地震需求遠(yuǎn)超規(guī)范預(yù)期,這與基本周期接近譜加速度峰值周期段的建筑損傷程度顯著相關(guān) · 隨著施工技術(shù)發(fā)展、合規(guī)建材獲取難度降低、商品混凝土普及、全國(guó)性施工監(jiān)管機(jī)制完善及土耳其抗震規(guī)范演進(jìn),RC建筑震損倒塌風(fēng)險(xiǎn)已顯著降低 · 建筑許可是實(shí)施新建、重大改建或擴(kuò)建的法定前提。無(wú)證建設(shè)或擅自改動(dòng)承重體系將引發(fā)安全隱患、法律糾紛及產(chǎn)權(quán)問(wèn)題 · 違章加層通常由非專(zhuān)業(yè)工匠施工,既破壞原設(shè)計(jì)參數(shù)體系,又增大了建筑自重與地震作用傳遞,嚴(yán)重危害結(jié)構(gòu)安全 · 2007版土耳其抗震規(guī)范(TEC 2007)要求重大改建必須進(jìn)行性能分析,此前未經(jīng)安全評(píng)估的改建行為是RC建筑倒塌的重要誘因 · 商業(yè)用途底層為擴(kuò)大使用空間違規(guī)截柱的現(xiàn)象普遍,實(shí)證表明此類(lèi)商業(yè)改造與建筑倒塌存在顯著關(guān)聯(lián) · 常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)第1、2階振型應(yīng)為平動(dòng),第3階為扭轉(zhuǎn)。但約50%有限元分析樣本的首階振型呈扭轉(zhuǎn)特征,這種異常顯著惡化了建筑抗震性能 · 地震作用下剪力是核心內(nèi)力,箍筋與拉筋對(duì)其抵抗至關(guān)重要。調(diào)查發(fā)現(xiàn)承重構(gòu)件約束區(qū)配筋構(gòu)造違規(guī)(包括彎鉤角度不符規(guī)范)是倒塌關(guān)鍵因素 · 混凝土質(zhì)量直接影響RC建筑抗震能力。非2018版新規(guī)(TBEC 2018)適用建筑中,超50%樣本混凝土強(qiáng)度等級(jí)不滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)規(guī)范要求 · 抗震規(guī)范革新與結(jié)構(gòu)審查制度實(shí)施使建筑不規(guī)則性大幅減少 · 施工階段錯(cuò)誤最為突出(配筋構(gòu)造缺失、混凝土與鋼筋質(zhì)量缺陷、約束區(qū)疏漏、彎鉤角度錯(cuò)誤),許可階段主要存在靜態(tài)設(shè)計(jì)深度不足與計(jì)算報(bào)告缺失問(wèn)題 基于本研究結(jié)果,若實(shí)施以下建議措施,將顯著改善歷次地震中暴露的問(wèn)題: · 為減輕未來(lái)地震損失,亟需對(duì)2000年前建造的鋼筋混凝土建筑(該年份被視為建筑規(guī)范完善、質(zhì)檢制度推行及優(yōu)質(zhì)建材普及的重要節(jié)點(diǎn))進(jìn)行短期內(nèi)的全面加固或拆除重建。 · 鋼筋混凝土建筑竣工后,須以10-15年為周期開(kāi)展建材檢測(cè)與性能評(píng)估,實(shí)施全生命周期結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。 · 地震活躍帶區(qū)域的居住建筑底層應(yīng)嚴(yán)禁商用,需規(guī)劃集中式商業(yè)中心滿(mǎn)足經(jīng)營(yíng)需求。 · 現(xiàn)行規(guī)范雖允許扭轉(zhuǎn)不規(guī)則系數(shù)>1.2的建筑繼續(xù)采用動(dòng)態(tài)分析法評(píng)估,但本研究發(fā)現(xiàn)超半數(shù)倒塌建筑存在此類(lèi)缺陷。建議修訂規(guī)范時(shí)著重強(qiáng)調(diào):應(yīng)通過(guò)優(yōu)化柱網(wǎng)及剪力墻布局(使質(zhì)量中心與剛度中心最大限度重合)降低扭轉(zhuǎn)不規(guī)則系數(shù),而非僅變更分析方法。 參考文獻(xiàn)【略】 ---End--- 建筑結(jié)構(gòu)生成式智能設(shè)計(jì)軟件: 相關(guān)研究 學(xué)術(shù)報(bào)告視頻
專(zhuān)著 人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí) ---結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)
---其他土木工程領(lǐng)域人工智能研究
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