2.2 基于性能的地震工程第二代工具
联邦应急管理局(FEMA)已经与通用技术委员会(ATC)协定发展下一代的基于性能的建筑抗震设计指导条例,也就是众所周知的ATC-58项目。这个指导条例将适用于所有新建及改建项目,同时也将涵盖结构及非结构构件。下一代的性能表现指导条例的首要目的在于设计抵御地震作用,同时也推广应用到其他灾害领域,如火灾和爆炸等。当前开发的这个规范框架在原则上也将适用于桥梁建造领域。
对于专业设计人员来说可以利用ATC-58对建筑结构性能表现进行预期,对于决策者来说也将具有重要意义。这些决策者(或股东)是互相独立的群体,代表许多阶层并且思维方式迥异(Hamburger,2004)。决策者的群体包括房地产开发商、公司经理、风险控制经理、公共事业结构的领导、贷款人、保险业者、国家机关工作人员以及管理者。不同的决策人会以不同角度看待建筑物所应具有的性能表现,也就会根据不同的决策过程选择建筑物的性能目标。基于性能的设计方法将包括对设计细节的风险预测的环节,风险既可以是以决定性的(场景或事件),也可以是建立在可能性基础之上的。风险将通过详细的损失程度来表现(例如:当某个设备损坏时重修的花费,以及死亡和停工造成的损失),而不是通过传统的度量标准(例如:在以设计地震基础上的生命安全)。
性能表现预测过程和运用与HAZUS国家损失预测软件的算法相似,但在不同环节中的个别步骤有所不同。图2-2(Hamburger等,2004)为ATC-58性能预测方法的流程图。这个方法的大部分内容以美国科学基金会出资并由太平洋地震工程研究中心(PEER)(Moehle,2003)提出的过程为基础。
图2-2 性能预测流程图(Hamburger等,2004)
PEER提出的性能表现以概率论的形式为基础,包括如下四个相关的步骤:危险性评估、结构/非结构的构件分析、损害评估以及损失分析或者风险评估。四个步骤中的每一步都各自以一个广义变量为标志:紧测度(IM)、工程需求参数(EDP),损害量度(DM)以及决策变量(DV)。