《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》：Seismic fragility and risk assessment of existing long-span precast industrial buildings retrofitted with different techniques
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•针对预制框架结构设计并研究了多种加固技术。•通过先进模型对原始结构和加固后结构的抗震性能进行了评估。•揭示并评述了典型的破坏模式。•获得了原始结构和加固后结构的易损性曲线。•获得了与不同EPD（可接受使用性能标准）相关的失效率。引言预制建筑在南欧及世界其他地区承载了大量工业
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针对预制框架结构设计并研究了多种加固技术。
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通过先进模型对原始结构和加固后结构的抗震性能进行了评估。
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揭示并评述了典型的破坏模式。
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获得了原始结构和加固后结构的易损性曲线。
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获得了与不同EPD（可接受使用性能标准）相关的失效率。
引言
预制建筑在南欧及世界其他地区承载了大量工业生产设施和物流仓库。典型的现代（20世纪60年代后）工业单层预制框架结构由高大的悬臂柱组成，柱底约束于大型基础 footing 上，顶部铰接连接预应力梁，梁上支撑不同类型的预应力屋面构件。竖向或横向预制混凝土墙板通常连接于结构框架，作为外围护墙板或防火分区隔墙。然而，许多此类建筑位于地震活跃区，且依据过时的设计规范进行设计。因此，由于施工时对地震危险性和设计程序的认知有限，这些建筑通常具有严重不足的抗震构造措施。这一现象已通过地震后的现场踏勘观测 [1–13] 得到证实，并通过先进的数值结构分析 [14–25] 予以验证。
上述脆弱性促使对现有建筑进行加固改造 [26]。为此，传统和创新的加固技术——包括减振器和特殊的保险丝装置——已被提出并加以研究 [27–33]。这些技术通常与传统混凝土框架结构中所采用的方法类似，但由于大量现有预制工业框架建筑抗震行为的特殊性，仍需进一步深入研究 [34]。文献中迄今为止考虑的大多数建筑在平面和高度上均相对较小，仅由少量跨度和单跨中庭组成。这类建筑代表了现有建筑遗产中重要但不完整的一部分，因而未能充分反映具有较大平面面积和较高高度的大型结构体系，由此突出了可变形楼盖效应、柱的二阶效应以及结构与围护板之间的相互作用等潜在关键因素。本文通过对一栋建于20世纪90年代末、缺乏适当抗震构造措施的典型预制工业建筑，评估加固措施的有效性，从而填补了这一知识空白。本研究旨在分析按照现代抗震标准设计的单项及组合加固措施在降低大跨、高建筑类型地震风险方面的有效性。
本研究还引入了一个综合框架，将不同成熟实践和前沿抗震评估与设计范式整合为统一的方法。具体而言，该框架整合了（i）基于规范的现有建筑抗震评估与加固设计，以及（ii）在原始和加固后两种配置下的性能基准概率评估。这使得能够评估由不同干预措施（i）通过从业人员所采用的传统线性建模和结构分析工具设计，以及（ii）通过高级非线性建模和计算密集型时程分析进行评估的效果。最后，通过针对从损伤限制到整体倒塌等不同性能等级的地震易损性和风险评估统计方法，定量研究每种策略的有效性。
第2节介绍了作为"RINTC——符合规范结构的隐含地震风险"研究计划一部分的案例研究建筑，该计划属于由意大利民事保护部门资助的2022-2024年 ReLUIS 项目。后续各节讨论了本文提出的从规范到性能的统一框架的方法论方面。第3节讨论并应用了案例研究建筑的基于规范的抗震评估和加固设计程序。第4节侧重于针对原始配置和加固措施进行性能基准评估的非线性数值建模。在第6节得出最终结论之前，第5节展示并评述了地震易损性曲线和失效率的概率性能基准评估结果。
章节摘要
案例研究建筑
案例研究建筑是位于意大利北部艾米利亚-罗马涅大区的一栋现有参考建筑的缩减版本，对应文献[23]中研究其抗震脆弱性的典型结构。如图1所示的被研究结构包括五榀20米长的主框架（Z轴方向）和三榀25米长的次框架（X轴方向），覆盖面积为100×75 m2的平面。
原始框架结构由矩形截面柱组成，柱净高从
基于规范的抗震评估和加固设计
为真实模拟抗震加固干预的设计过程，该结构按照现行意大利法规[38]，通过成熟实践的规范符合性脆弱性评估进行分析。原始配置的基于规范的评估和加固干预的设计验证通过建筑结构框架三维模型进行的线性动力响应谱（模态）分析完成。尽管规范也
性能基准评估的数值建模
在OpenSees[46]中开发了高级非线性数值模型，以便对被研究的加固配置进行概率地震易损性和风险评估，并与原始建筑进行直接对比。下文采用的建模策略旨在准确表征屋面系统的实际柔性[[47], [48], [49]]，以及承重框架与围护面板之间的相互作用[[49], [50], [51], [52], [53], [54], [55], [56], [57],
性能基准概率地震响应和风险评估
首先通过非线性静力分析对原始和加固后的建筑进行初步抗震性能评估。随后，通过多条纹法进行的非线性时程动力分析，估算了相对于"可接受使用性能"（UPD）和"整体倒塌"（GC）等性能等级的地震易损性曲线和年均失效率。
结论
本文对采用不同加固技术的典型现有大跨工业预制混凝土建筑进行了抗震设计、非线性响应、易损性标定和风险评估研究。对一栋按当时意大利法规于20世纪90年代末设计的单层结构进行了多层次结构性能分析，重点关注通过逐步实施不同加固措施进行抗震升级的效果。
不同的范式
CRediT作者贡献声明
Luca Capacci：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，软件，方法论，调查研究，形式化分析，数据管理。Bruno Dal Lago：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查研究，经费获取，形式化分析，数据管理，概念化。
代码可用性
分析使用了OpenSees（开源）、Straus7和MATLAB（商业软件）。
资助
本文所展示的研究是在RelUIS-DPC 2022-2024研究计划"RINTC——符合规范结构的隐含地震风险"框架内完成的，由总统府——民事保护部（PCM-DPC）资助。作者表达的观点和结论不一定反映资助方的观点。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。本研究通过意大利国家民事保护部门获得了公共资助。
致谢
本研究由意大利民事保护部在国家项目DPC/ReLUIS 2022-2024框架内资助，由Iunio Iervolino协调。谨向项目DPC/ReLUIS 2022-2024预制混凝土建筑工作组的其他成员表示感谢，包括Andrea Belleri、Davide Bellotti、Francesco Cavalieri、Chiara Di Salvatore、Marius Eteme Minkada、Gennaro Magliulo、Roberto Nascimbene和Paolo Riva，感谢他们的合作
Luca Capacci|Bruno Dal Lago
