城市生命线工程系统抗震韧性统一设计方法

摘要

城市生命线工程系统作为保障居民日常生活、城市功能运行、经济健康发展和社会长治久安的关键基础设施，是韧性城市建设的基石。国内外针对城市生命线工程系统的抗震韧性评价方法研究已取得一定进展，但城市生命线工程系统抗震韧性设计方法却处于空白状态。文中阐述了城市生命线工程系统抗震韧性设计的内涵及其与传统单体设施抗震设计之间存在的差异，提出了“两层面”抗震韧性设计基本思路，即通过单体设施的结构安全设计保证单体设施结构抗震安全，通过单体设施之间的韧性协同设计保障工程系统震后功能及快速恢复；建立了“三目标”抗震韧性设计基本要求，包括保证单体设施结构抗震安全，满足单体设施和工程系统预定功能以及工程系统能够快速恢复；提出了“四环节”抗震韧性设计关键步骤，即确定工程系统抗震韧性目标、单体设施结构安全设计、工程系统震后功能验算、制定工程系统功能快速恢复技术与策略，进而建立了城市生命线工程系统抗震韧性统一设计方法。文中以道路交通系统为例，开展了抗震韧性设计，初步验证了提出的抗震韧性设计方法的合理性和可行性。该设计方法可实现城市生命线工程系统的抗震设计，从保障单体设施结构抗震安全的结构抗震设计向保障工程系统震后功能和快速恢复的抗震韧性设计的转变。所提设计方法也能为城市生命线工程系统的抗震韧性提升提供可行思路。

关键词

城市生命线工程系统 / 抗震韧性协同设计 / 抗震韧性目标 / 震后功能验算 / 功能快速恢复

基金资助

国家自然科学基金重大项目课题(52494963); 国家重点研发计划项目(2023YFC3805100)