呼和浩特市区既有建筑群抗震韧性评估及其提升对策

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我国是世界上地震灾害多发的国家之一,地震灾害对城市造成的损失远高于其他灾害。科学合理地评估城市建筑群抗震韧性,提升易损性建筑物抗震能力是降低人员伤亡、减少财产损失最有效的方法。呼和浩特市目前尚未进行建成区范围内既有建筑群抗震韧性评估,缺少既有建筑群抗震韧性评估相关成果报告,影响当地老旧房屋抗震加固工程的进度和积极性。因此,对呼和浩特市区进行建筑群抗震韧性评估,并分析易损性建筑加固提升效益是一项十分紧迫的任务。本文以呼和浩特市区的钢筋混凝土、砖混、砖木和土木结构建筑群为研究对象,参照我国建筑抗震韧性评价指标,从建筑物受损面积、经济损失、修复时间与费用和人员伤亡等方面进行抗震韧性评估,并评估4类结构类型易损性建筑加固所需要的费用,对比加固前后的抗震韧性及其经济与社会效益。首先,对给定地震水准作用下研究区建筑震害进行评估,得出该地震作用下研究区建筑物破坏程度及其破坏面积。并结合当地人口数据、工程造价和施工团队规模,计算直接经济损失、人员伤亡、修复时间与修复费用等作为韧性评估结果。然后,根据评估结果,参考建筑抗震加固案例参数,预测研究区易损性建筑物所需要的抗震加固费用。最后,对比分析对象建筑物加固前后的受损建筑面积、直接经济损失、人员伤亡、修复或重建时间与费用,得出抗震韧性提升的经济与社会效益。主要研究结果如下:(1)研究区遇到地震烈度为8度的地震时,建筑物抗震韧性一般,灾情比较严重。受损建筑面积约为11969.83万㎡,研究区不同市辖区建筑物受损情况也不同,修复或重建建筑时间为5.63年、修复费用为639.25亿元。地震在白天发生时伤亡人数达4.88万人,其中死亡人数为1.09万;地震在夜间发生时伤亡人数远高于白天。直接经济损失为1442.50亿元,其中建筑经济损失约688.12亿元,室内财产经济损失约754.39亿元。不同结构建筑物的直接经济损失由高到低顺序为砖混结构建筑、土木结构建筑、钢筋混凝土结构建筑、砖木结构建筑。(2)研究区中等破坏程度及以上受损建筑群所需要抗震加固费用为444.15亿元,其中中等破坏建筑所需加固费用占总费用的一半以上,约占58%。不同结构建筑所需要加固费用也不同,钢筋混凝土结构建筑需44.98亿元,砖木结构建筑需79.41亿元,土木结构建筑需99.57亿元,砖混结构建筑需220.19亿元。研究区的4个区中赛罕区所需加固费用最高,玉泉区所需加固费用最低。(3)在地震前易受损建筑通过抗震加固手段得到抗震韧性能力提升时,研究区获得的社会与经济效率较高。首先,对象建筑物的受损面积明显减少,特别是毁坏和严重破坏建筑面积大幅下降,下降比例在83%~100%之间。不同结构建筑物的受损等级及其面积变化不同,钢混建筑的中等破坏和轻微破坏面积均减少,但砖混建筑的中等破坏面积增加33%、砖木建筑的轻微破坏面积也有增加、土木建筑的中等破坏和轻微破坏面积有所上升。其次,对象建筑得到加固后,遇到相同地震烈度时,直接经济损失降低626.40亿元,修复时间和修复费用均降低60%,死亡和受伤亡人数降低66%和52%,且不同市辖区降低幅度也不同。如果考虑加固支出所需要的费用,总经济效益能超过180亿元。由此能看出易损性建筑物的抗震加固是有效抗震韧性提升的手段之一。文中还提出非工程手段提升建筑抗震韧性的建议。推进老旧房屋抗震加固工程是当地市民生活安全和社会经济可持续发展的重要保障任务。
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