1、基于实测地震动的区域建筑地震破坏力评估标准Evaluation code on destructive capacity of earthquake for regional buildings based on the recorded ground motions目 次前言I引言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 基本规定25 实测地震动数据收集26 区域建筑承灾体属性数据确定37 区域建筑抗震弹塑性时程分析48 结果后处理与评估报告编写9附录 A11A.1 区域建筑承灾体属性数据统计表11A.2 典型分级城市统计信息11附录 B30B.1 单位建筑面积质量 m1 和结构单层面积 A30B.2 不同类型结构周期计算经验公式30B.3 多自由度集中质量剪切层模型振型参数q31B.4 T1/T2, g1和a0的关系31B.5 不同类型结构的承载力参数取值表32B.6 不同类型结构的刚度、位移角与滞回耗能与阻尼比参数取值表32B.7 骨架线关键点年代折减系数32附录 C33C.1 不同类型建筑损伤限值33附录 D34D.1 地震基本参数34D.2 地震动记录信息34D.
2、3 台站关联区域地震破坏力评估36D.4 结论37附:条文说明381 范围384 基本规定385 实测地震动数据收集386 区域建筑承灾体属性数据确定397 区域建筑抗震弹塑性时程分析398 结果后处理与评估报告编写40参 考 文 献41引言地震对区域建筑的破坏力是震后应急决策的重要依据,影响应急资源的调度和应急力量的部署。随着我国地震台网建设的稳步推进,当前密集的强震动台站为基于实测地震动数据的区域建筑地震破坏力评估提供了实施基础。为满足地震应急管理部门及时了解地震破坏力的迫切需求,并充分发挥现有强震动台网优势,故制定此标准。本标准是在国内外 50 余次基于实测地震动的区域建筑地震破坏力评估的成功经验上制定的,特别是我国 2017 年九寨沟 7.0 级地震、2019 年长宁 6.0 级地震和 2018 年美国阿拉斯加 7.2 级地震。本标准与地震灾情应急评估GB/T 30352 有内容上相互配合之处,但时限要求和评估对象不同。本标准侧重在更短时间内评估地震对于区域建筑的破坏能力,而非评估地震对区域建筑造成的破坏情况。但当具有区域建筑的详细建筑承灾体属性数据时,本标准也可以用于评估区域
3、建筑的震害。基于实测地震动的区域建筑地震破坏力评估标准1 范围本标准提供基于实测地震动的区域建筑地震破坏力评估的方法、程序及技术要求。本标准利用强震动台网的地震动实测数据,在震后 2 小时内给出地震对台站关联区域的建筑破坏力评估结果。在满足地震破坏力评估的数据要求情况下,对于发生 5 级及以上的破坏性地震,宜按照本标准开展区域建筑地震破坏力评估。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 50011建筑抗震设计规范DB/T 64强震动观测技术规程DB/T 17地震台站建设规范 强震动台站DB/T 60地震台站建设规范 地震烈度速报与预警台站DB/T 10数字强震动加速度仪GB/T 17742中国地震烈度表GB/T 30352地震灾情应急评估GB/T 24335建(构)筑物地震破坏等级划分GB 50009建筑结构荷载规范JGJ 3高层建筑混凝土结构技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1实测地震动recorded ground motio
4、n由强震动仪器测得的地震引起地表附近土层(地面)振动的记录。改自 DB/T 10-2016,定义 3.13.2台站关联区域 area related to seismic station受强震动台站实测地震动影响的评估区域。13.3地震破坏力destructive capacity of earthquake地震对建筑的破坏能力及对建筑内人员引起的不适反应。3.4弹塑性时程分析 elasto-plastic time-history analysis考虑结构弹塑性的动力时程分析。改自 GB 50010-2010,定义 5.53.5建筑地震破坏状态 seismic damage state of buildings建筑受地震作用引起破坏的轻重程度。改自 GB/T 24335-2009,定义 2.33.6人员加速度感受 human uncomfortableness for accelerations.地震引起的加速度响应对人员造成的不适感受。4 基本规定4.1基于实测地震动的区域建筑地震破坏力评估结果应包括不同台站关联区域的建筑破坏状态占比和人员加速度感受等级占比。4.2基于实测地震动的
5、区域建筑地震破坏力评估应按下列步骤执行:(1) 实测地震动数据收集。收集符合本标准要求的强震动台站实测地震动记录数据,按照本标准第 5 章执行。(2) 区域建筑承灾体属性数据确定。确定台站关联区域的建筑承灾体属性数据,按照本标准第 6 章执行。(3) 区域建筑抗震弹塑性时程分析。建立建筑计算模型,并开展区域建筑抗震弹塑性时程分析,按照本标准第 7 章执行。(4) 结果后处理与评估报告编写。开展区域建筑抗震弹塑性时程分析结果后处理,并编写区域建筑地震破坏力评估报告,按照本标准第 8 章执行。5 实测地震动数据收集5.1 一般规定5.1.1 台站关联区域边界与强震动台站的距离不宜超过区域平均台站间距和 10 km 二者的2较大值。台站关联区域存在抗震不利场地及其他不利效应或地形明显变化时应专门研究。5.1.2 拟开展实测地震动数据收集的台站应满足:(1) 根据台站的具体类型,应符合现行地震行业标准地震台站建设规范 强震动台站DB/T 17 或地震台站建设规范 地震烈度速报与预警台站DB/T 60 的相关规定。(2) 获取观测记录的强震仪器的仪器误差不应超过 5%。5.2 数据内容5.2.1
6、 台站原始数据应包含元数据和事件波形数据。5.2.2 元数据应包含地震、台站、记录和强震仪器的元数据,具体包括:(1) 地震元数据:地震名称、发生时间、经纬度、震级、震源深度等。(2) 台站元数据:台站名称、代码、经纬度,台址的场地资料。(3) 记录元数据:加速度、速度和位移记录的最大值、记录时长、采样率等信息,以及记录文件编号和相应的存储光盘编号等。(4) 强震仪器元数据:仪器型号、序列号、主要性能指标和参数值等。5.2.3 事件波形数据应满足下列要求:(1) 事件波形数据应进行数据处理,包括:a) 应对未校正加速度记录波形数据进行零基线和仪器频率响应校正,生成校正加速度记录。b) 应对校正加速度记录计算阻尼比值为 0.05 的绝对加速度反应谱。区域建筑地震破坏力评估应采用校正加速度记录。以下条文中如无特殊说明,加速度记录均指校正加速度记录。(2) 加速度记录应包含至少两个水平正交方向和一个竖直方向的数据。宜采用南北方向(NS)和东西方向(EW)作为两个水平正交方向。(3) 加速度记录应采用国际单位制。(4) 加速度记录的采样率不应小于 50 Hz。(5) 加速度记录应包含地震动有效
7、持时部分,宜采用地震动有效持时部分及其前后各20 s 的区间。地震动有效持时部分应采用首末两次达到 0.1 倍加速度最大绝对值的区间。6 区域建筑承灾体属性数据确定6.1 一般规定6.1.1 建筑承灾体属性数据包括:结构类型、层高、楼层数、建造年代、楼层面积、位置信息和特殊情况等,宜按照附录表 A.1 开展统计调查获取。如台站关联区域已经有每栋建筑的承灾体属性数据,宜直接采用。6.1.2 缺乏建筑承灾体属性数据的区域,可根据本标准 6.2 条规定匹配典型建筑承灾体属性数据集。6.1.3 在确定台站关联区域建筑承灾体属性数据后,按本标准第 7 章建立建筑计算模型。6.2 匹配典型建筑承灾体属性数据集6.2.1 应对台站关联区域的抗震设防水平进行分级编码,规则如下:3(1) 第一分类层级表示城镇乡级别:C 代表城市,T 代表镇,R 代表乡村,S 代表城郊或城中村;(2) 第二分类层级应根据抗震性能较好的建筑比例将区域分为四个等级:(50%), (35%50%),(20%35%),(20%);(3) 第三分类层级应根据抗震性能较差的建筑比例分为三个等级: 1(20%),2(20%40%),3
8、(40%)。6.2.2 根据台站关联区域的分级编码,可按照附录表 A.2 匹配典型建筑承灾体属性数据集,并可根据当地实际情况调整。7 区域建筑抗震弹塑性时程分析7.1 一般规定7.1.1 布置规则的高层钢筋混凝土框架剪力墙或钢筋混凝土剪力墙结构,多层钢筋混凝土框架或钢框架结构、砌体结构与土木结构,计算模型可按照 7.2 节确定。对于具有不利条件的建筑,计算模型应单独研究。7.1.2 本标准考虑水平地震对结构的作用,对于受竖向地震动控制以及场地具有其他不利影响的情况应单独研究。7.2 建筑计算模型7.2.1 对于 7.1.1 条中所述的多层结构,宜采用多自由度集中质量剪切层模型;对于 7.1.1刚性链条中所述的高层建筑,宜采用多自由度集中质量弯剪耦合模型,如图 7.1 所示。剪切弹簧质点质点 杆弯曲弹簧剪切弹簧刚性链杆(a) 多自由度集中质量剪切层模型(b) 多自由度集中质量弯剪耦合模型图 7.1建筑计算模型7.2.2 建筑计算模型的参数应包括楼层质量参数、楼层骨架线参数和楼层滞回性能参数,可分别按照 7.2.3 - 7.2.13 条确定。7.2.3 楼层质量参数 m 可按照式(7.1)计算。12式中:m楼层质量参数;m = m1 A(7.1)m1单位建筑面积质量,可根据实际情况确定,也可参考附录 B.1 确定;A建筑单层面积,可根据实际情况确定,也可参考附录 B.1 确定。7.2.4 对于各层面积相近且布置规则的多层建筑,可假设多自由度集中质量剪切层模型的各层楼层刚度参数 k0 相同,并按照式(7.2)确定。当建筑布置不规则时,楼层刚度参数 k0 可根据实际情况确定。式中:k0楼层总剪切刚度;m楼层质量;k0 =4p 2mTq21(7.2)T1建筑一阶周期,可参照附录 B.2 确定;q振型参数,可参照附录 B.3 确定。7.2.5 对于竖向与平面布置规则的高层建筑,多自由度集中质量弯剪耦合模型的弯曲刚度参数P与楼层剪切刚度参数Y可按照式(7.3)-(7.4)确定。当建筑存在国家标准建筑抗震设计规范GB 50011 中3.4.3 条所述的竖向或平
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