Simulation-based consequence models of seismic direct loss and repair time for archetype reinforced concrete frames
Simulation-based consequence models of seismic direct loss and repair time for archetype reinforced concrete frames
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基于仿真的原型钢筋混凝土框架地震直接损失和修复时间的后果模型
DOI：
10.1016/j.soildyn.2023.107979
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发表时间：
2023
影响因子：
4
通讯作者：
Aljawhari K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aljawhari K
建筑组合的地震风险管理需要对地震引起的损失进行可靠的评估。这通常使用后果模型来执行，该模型将建筑物所经历的结构特定损坏状态（DS）与给定的损失度量（或决策变量）联系起来。本研究展示了一个基于模拟的程序，得出精细的概率后果模型，考虑两个基本的损失指标：直接损失和修复时间比（修复成本或相应的重建值归一化的时间）。九个案例研究的钢筋混凝土框架与不同的高度和设计规范水平的开发，以代表常见的住宅建筑在意大利和地中海地区。建议的程序开始定义建筑物级别，结构特定的DS，反映了增加的结构和非结构损坏的九帧。然后，通过分析二维非线性数值模型和推导建筑物层面的脆弱性关系来评估它们的地震反应。接下来，基于组件的直接损失和维修时间的分析是通过FEMA P-58方法进行的，该方法使用蒙特卡洛采样在多个地面震动强度下计算这些指标。最后，后果模型的特点是拟合概率分布的直接损失和维修时间的实现后，调节他们各自的全球DS持续的每个案例研究框架。这个程序可以得到增强的后果模型，可以很容易地实现在风险分析的建设投资组合，以获得快速的损失估计。这项研究最后揭示了一些相关的修复时间的可能性，直接损失，这可能是有用的，估计停机造成的间接损失，特别是在修复时间的数据或模型不可用的情况下。
Seismic risk management of building portfolios requires a reliable evaluation of earthquake-induced losses. This is commonly performed using consequence models linking structure-specific damage states (DSs) experienced by a building to a given loss metric (or decision variable). This study demonstrates a simulation-based procedure that derives refined probabilistic consequence models considering two essential loss metrics: direct-loss and repair-time ratios (repair cost or time normalised by the corresponding reconstruction values). Nine case-study reinforced concrete frames with various heights and design-code levels are developed to represent common residential buildings in Italy and the Mediterranean region. The proposed procedure starts by defining building-level, structure-specific DSs that reflect the increasing structural and nonstructural damage for the nine frames. Their seismic response is then assessed by analysing two-dimensional nonlinear numerical models and deriving building-level fragility relationships. Next, component-based direct-loss and repair-time analysis is conducted via the FEMA P-58 methodology, which computes such metrics at multiple ground-shaking intensities using Monte Carlo sampling. The consequence models are finally characterised by fitting probabilistic distributions to the direct-loss and repair-time realisations after conditioning them on the respective global DSs sustained by each case-study frame. This procedure enables deriving enhanced consequence models that can be easily implemented in risk analysis of building portfolios to obtain quick loss estimates. This study finally sheds some light on the possibility of correlating repair time to direct loss, which might be useful in estimating indirect losses resulting from downtime, particularly in cases where repair-time data or models are unavailable.
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