李科兴+白羽+周立超

摘要： 建筑物震害预测是减轻地震灾害的基础工作，对现有的砌体房屋的抗震能力鉴定与加固能有效降低震害。但是在开展建筑抗震能力鉴定工作时由于人力与财力的限制，不足以支撑全面的建筑物抗震鉴定工作。提出了基于可靠度的建筑潜在抗震能力快速评估方法，并介绍了基本能力分的计算、修正因子以及实施步骤。

Abstract： Seismic damage prediction is the basic work for earthquake disaster reduction， and the existing masonry building seismic capacity evaluation and reinforcement can effectively reduce the damage. But in the identification of seismic ability， due to the human and financial constraints， it is not enough to support a comprehensive building earthquake resistance appraisal work. Put forward the fast evaluation method of the potential seismic capacity based on reliable degree， and introduce the calculation of basic ability points， the correction factor and the implementation steps.

关键词： 震害预测；潜在抗震能力；快速评估

Key words： earthquake damage prediction；potential seismic capacity；rapid assessment

中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0094-03

0 引言

砌体结构由于其经济性被广泛用于民用、商用和学校，但由于其抗震性能较差，在历次地震中，其震害都比较严重，造成了大量的人员伤亡与经济损失。在难以预料的破坏性地震来临之前，对现有的砌体房屋的抗震能力鉴定与加固能有效降低震害。但是在开展建筑抗震能力鉴定工作时由于人力与财力的限制，不足以支撑全面的建筑物抗震鉴定工作，参考美国联邦应急管理署（FEMA）所推广的“建筑潜在抗震能力快速观察判定方法（RVS）”[1]，对既有建筑的抗震能力的鉴定评估提供了“沿路调查”方法快速判定建筑地震破坏风险，而且使用便捷，既适用于专业的工程师，也可被经过适当培训的非专业人员掌握。此方法的思路和基本的技术路线借鉴到我国的震害预测工作中是有必要的。

鉴于此，本文提出了基于《建筑抗震能力鉴定标准》与抗震能力的建筑快速判定的震害预测方法，介绍了建筑抗震能力快速判定方法基本结构分数、性能修正因子以及步骤。

1 砌体结构抗震能力基本分确定

参考FEMA-155[2]附录B中对建筑的基本结构分BSH的定义其类似于结构的可靠度指标。则根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001）对极限状态的定义是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求。极限状态方程是：

2 性能影响因子的修订

2.1 砌体结构震害分析

根据08年汶川地震砌体结构震害调查[4，5]影响砌体结构抗震能力主要因素为以下几方面：

①层数、高度。随着结构与层数高度的增加房屋的损伤程度也随之增，并且砌体结构对层数的影响较其他结构敏感，震害程度与层数成正比。

②建造年代。结构的抗震性能隨着建筑结构的时间推移而发生变化，调查表明建造时间越久，抗震性能越差，倒塌率也随之增大。

③平立面布置。房屋刚度和质量分布不均匀、刚度中心和质量中心不重合是导致建筑平面不规则重要原因，在地震中不规则部位容易产生应力集中而引起破坏。立面布置不规则主要表现在出屋面附属物，如女儿墙、出屋面烟囱、楼梯间塔楼等。平立面布置不规则会导致墙体水平方向、斜向的裂缝，更严重时会导致局部坍塌。

④高宽比。当房屋的总高度与宽度的比值过大时，整体结构会产生弯曲就会加重，同时会提高墙体所承受的附加应力。并且实践证明房屋的破坏程度与房屋高宽比成正比例关系。

⑤横墙间距。抗震横墙的间距对房屋的空间刚度有直接的影响，若横墙间距过大时，结构的空间刚度就会变小，楼屋盖就没有足够的刚度将水平地震力传递给相邻的横墙，就会出现楼屋盖的损毁。

⑥窗间墙。门洞口会形成宽度较小的窗间墙，这就使得荷载传递到此处时因墙体的截面积突然减少而出现破坏。若未设置构造柱，地震时墙体的抗剪强度就不足以抵抗墙体受到的剪力。由于剪切破坏，常出现裂缝、水平裂缝及X形裂缝。

⑦楼、屋盖体系。预制楼板结构比现浇楼板结构破坏严重，而且在砌体结构中，大多数房屋采用预制楼板。在震害调查中，很多破坏或倒塌的楼板都是预制空心板。预制板的搭接拉结不牢固，在地震中很容易塌落，这是因为预制板的整体性比较差。

⑧圈梁、构造柱。砌体结构中增设构造柱后，构造柱可以延缓和阻止砌体的开裂、散落，使墙体裂而不倒。当墙体达到破坏的极限状态下，由于构造柱和圈梁的约束，使破碎墙体中的碎块不易散落，从而能保持一定的承载力，使楼盖不发生连续倒塌。另外，在砌体结构中合理地设置构造柱，能起到增强房屋整体性的作用，还可以利用其塑性变形和滑移摩擦消耗地震能量，从而提高抗震能力。

2.2 性能修正因子的确定

根据砌体结构的震害特点，确定层数、高度，建造年代，平立面布置，高宽比，横墙间距，窗间墙、楼，屋盖体系，圈梁、构造柱为性能影响因子，并且采用等权重影响因子。

3 建筑潜在抗震能力快速评估实施

建筑物抗震能力结果以安全性等级Asu、Bsu、Csu、Dsu表示，Asu表示安全性等级最高，Bsu次之。如果建筑评级较高，则认为该建筑具有一定的抗震能力，如果建筑评级较低，则该建筑应该由专业工程师通过详细检测与工程分析，最后确定建筑是否需要加固。

建筑潜在抗震能力快速评估包括以下步骤：

①进行预算和成本估算，确认检查的范围和充分利用已收集的资料。

②选择和熟悉数据采集表及培训排查人员。

③逐栋调查现场的建筑，包括：1）校核与更新建筑信息。2）围绕建筑观察并在数据采集中画出平立面图以及建筑年代。3）确定用途和使用人数。4）识别抗震性能影响因子。5）给出该建筑的抗震性能最终评级。

4 工程实例分析

本工程为某小学学生宿舍楼二层，砖混结构，建于2003年，根据《建筑抗震鉴定标准》按照C类建筑的要求进行抗震鉴定。现场实测砖强度为MU10，砂浆强度为M5。其建筑平面图如图1。

根据PKPM-JDJG模块抗力分析，计算各楼层可靠度指标分别为一层？茁=0.4395，二层为？茁=0.667。修正因子调查如表1所示。

根据各楼层所得基本分与修正因子的调查，同时参考《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）的相关规定，最后给定判定该建筑等级为Bsu。

5 结语

①本文提出的建筑潜在抗震能力快速评估方法基于GB50068-2001的基础上所提出，有一定的实用性，基本分数的确定应根据不同烈度区域适当修正，以便适用于大范围城市建筑抗震能力的鉴定排查。

②本方法对抗震性能影响因子采用的是等权重考虑，应根据实际实际震害资料对个因子进行研究，确定其真实权重。

参考文献：

[1]FEMA P-154：Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards：A Handbook[S].

[2]FEMAP-155：Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards：Supporting Documentation[S].

[3]DG/TJ08-804-2005，上海市工程建設规范：既有建筑物结构检测与评定标准[S].

[4]李英民，韩军，等.“5.12”汶川地震砌体结构房屋震害调查与分析[J].西安建筑科技大学学报：自然科学版，2009，10（5）：606-611.

[5]清华大学，西南交通大学，北京交通大学，等.坟川地震建筑震害分析及设计对策[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.