建筑规范可能会低估多重危险造成的风险

导读 美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员警告称,美国的大部分地区将从大自然的一两次冲击中恢复 - 地震发生在飓风艾琳之后 - 地震和

美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员警告称,美国的大部分地区将从大自然的一两次冲击中恢复 - 地震发生在飓风艾琳之后 - 地震和风灾的双重打击可以增加结构损坏的风险是建筑规范中隐含的两倍。

NIST的研究结构工程师Dat Duthinh解释说,这是因为现行规范单独考虑了自然灾害。因此,如果地震成为特定地区的最高威胁,当地法规要求建筑物承受指定的地震荷载。相反,如果飓风或龙卷风是主要危险,则必须设计房屋和建筑物以抵抗达到既定最大风速的载荷。

在结构工程期刊上发表的及时文章中,Duthinh,NIST研究员Emil Simiu和Chiara Crosti(现在在罗马大学)挑战了这种划分方法。他们表明,在南卡罗来纳州等易受地震和风灾影响的地区,设计限制将被超过的风险可能是仅发生一次危险的地区的风险的两倍,甚至可以考虑这些因素危害几乎不会同时发生。因此,研究人员写道,旨在满足这些双重危险地点的规范要求的建筑“不一定达到隐含的安全水平”。

Simiu通过类比解释:摩托车赛车手作为高线表演者接受了第二份工作。“通过增加这项新的职业,赛车会增加他受伤的风险,即使在摩托车事故或高线事故中受伤的时间和性质可能不同,”他说。“可以理解的是,保险公司会提高人身伤害政策的保费,以应对更高的风险。”

研究人员开发了一种方法,使用共同的结构阻力度量来评估风和地震引起的风险。通过一致的测量(最大横向偏转),可以将失效的综合风险与仅受到一种危险的地区超出设计限值的风险进行比较,这是当前建筑规范中规定的安全要求的基础。

他们展示了他们在10层钢框架建筑的三种不同配置上的方法。其中一种配置使用所谓的减梁部分(RBS)将梁连接到柱子。RBS技术是在1994年加利福尼亚北岭地震之后开发的,由于框架连接中出现意外的脆性断裂,导致新旧建筑物遭受严重的结构损坏。形状像狗骨,锥形RBS连接使框架更具延展性 - 更好地能够在不破裂的情况下进行偏转。

在本案例研究中,研究人员发现RBS连接不会降低钢框架建筑在暴露于大风区域或暴露于强风和地震区域时超过其设计极限的风险。因此,当这些条件具有相似的严重性时,在双重危险条件下,失败的风险加倍。然而,他们指出,RBS连接可以降低在结构寿命期间超过与抗震设计相关的限制的风险。

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