专家解读同济大学周颖教授为您解读GBT38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》与国际相关标准对比

国家标准GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》（以下简称《标准》）于2020年3月31日发布，2021年2月1日起实行。该标准旨在建立我国系统化的抗震韧性评价方法，推动新一代建筑抗震设计理念的发展和防震技术的工程应用。为了对比《标准》与国际相关标准所评定的建筑抗震韧性水平，本文中分析《标准》与国际建筑抗震韧性评价标准的共通之处和核心区别，重点对比各标准计算修复费用、修复时间和人员伤亡的方法基础，比较各标准评定的建筑抗震韧性水平，以期为相关技术研究提供参考。

目前，国际上关于建筑抗震韧性评价有三本标准，分别为由美国联邦应急管理局提出的FEMA P-58、奥雅纳公司提出的REDi和美国可恢复功能委员会提出的USRC。图1为建筑抗震韧性评价标准的发展过程。

建筑抗震韧性评价的基本流程包括结构计算分析、建筑损伤分析、整体损失分析和建筑抗震韧性评级，各标准的不同之处主要集中于后3项，如图2所示。其中，建筑损伤分析的区别体现在结构构件和非结构构件易损性的不同：《标准》中的易损性数据较符合我国建筑实情，而FEMA P-58、REDi 和 USRC使用依据国外结构构件和非结构构件抗震性能试验数据统计得到的构件易损性数据。整体损失分析和建筑抗震韧性评级的不同体现在计算方法上，整体损失分析还可以进一步分为三类建筑抗震韧性指标计算，包括修复费用、修复时间和人员伤亡。

（1）修复费用

在计算修复费用时，国内外四本标准皆要求修复所有震损构件，达到建筑综合性恢复目标。《标准》的构件修复费用统计数据使用正则化的损失系数和修复系数，适用性强。FEMA P-58、REDi和USRC三本国外标准的修复费用计算方法一致，其具体计算路线与《标准》有所不同，构件修复费用统计数据使用基于2011年美国加州北部地区调查得到的绝对修复费用数据，难以适应建筑造价随地区和时间的变化。图3和图4分别为《标准》和三本国外标准的修复费用计算策略。

（2）修复时间

计算修复时间需要考虑修复目标、所统计的时间范围、层内和层间的现场修复策略以及工人数量等。由于影响因素众多，国内外四本标准所规定的修复时间计算方法呈现显著差异。以一幢三层钢框架办公楼震后修复为例（图5），根据各标准所规定的修复策略安排修复工作甘特图如图6~ 10所示。图中 W ₁ ~ W ₈ 为《标准》中划分的8个主要修复工作。该建筑楼层低，但楼层面积大（2007 m ² ），呈现出“矮胖”的建筑形态，按《标准》计算的修复时间小于按FEMA P-58、REDi、USRC计算的修复时间。

（3）人员伤亡

在计算人员伤亡时，《标准》采用基于楼层破坏等级统合的计算策略，如图11所示。FEMA P-58和USRC计算方法一致，区分倒塌和非倒塌两种情况，并分别基于倒塌模式统合和构件类别统合计算，如图12所示。REDi未要求计算人员伤亡，而是通过规定不同等级韧性建筑的设计要求来自动满足。

表1归纳比较了《标准》、REDi和USRC的建筑抗震韧性评级判别标准。FEMA P-58没有进行建筑抗震韧性分级，故不示于表中。总体上，《标准》在评级用韧性指标取值上比REDi和USRC更为严格，在限定残余层间位移角方面比USRC严格，《标准》一星建筑的韧性约等同于或略高于REDi银级建筑或USRC 4星建筑。

给出一使用《标准》进行建筑抗震韧性评价算例。建筑结构为FEMA 355C中给出的9层SAC钢结构办公楼，位于美国西雅图。基于该建筑信息，使用屈曲约束支撑-框架作为抗侧体系，利用《标准》对该建筑进行抗震韧性评价。

首先利用《标准》分别计算设防地震下的修复费用指标、修复时间指标和人员伤亡指标。如图13所示，计算得到设防地震下，三个指标分别为 κ =9.9%、 T _f =16.4d、（ γ _H =1.08×10 ^-4 ， γ _D =9.43× 10 ^-6 ），对应一星、一星、一星。

进一步，计算罕遇地震韧性指标。如图14所示，三个指标分别为 κ =17.4%、 T _f =21.3d、（ γ _H =1.16× 10 ^-3 ， γ _D =1.88×10 ^-4 ），对应一星、二星、一星。因此，按照《标准》评价此建筑等级为一星。