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太少,太晚?自然灾害的毁灭性后果必须告知建筑规范

科学新闻 2022-09-25 00:04:17

作者:Anastasia Athanasiou,对话 加州旧金山被毁的建筑

,1906年地震后

信用:H

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查德威克/维基共享空间 人口稳步增长以及随之而来的城市密度上升,增加了自然灾害对人的生命和财产造成损害的风险

2017年,美国

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联邦紧急事务管理局(FEMA)估计,美国地震每年造成的损失为6美元

10亿

建筑规范是不可追溯的,这意味着建筑只需要遵守设计和建造时有效的规范

现有结构的改造和建筑标准的执行是北美地方和联邦政府面临的最大挑战

地震对基础设施构成了重大威胁

地震造成的损害导致了建筑规范的发展和演变,建筑规范旨在承受或尽量减少对建筑物的损害

这就是所谓的抗震设计,它考虑了特定地区地震的强度和频率

然而,由于建筑规范通常是针对事件发生后设计的新建筑实施的,而不适用于现有建筑,因此建筑规范的更新可能会感觉太少、太晚

地震和代码 加拿大和美国的现代建筑标准

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分别由加拿大国家研究委员会和美国土木工程师协会发布

它们为弹性基础设施的评估、设计和建设规定了详细的指导方针,反映了工程地震学和设计实践的最新知识

1906年,旧金山发生地震,造成3000人死亡,10美元损失

50亿英镑的损失

这一事件激发了对美国地震的研究

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,并为1927年《统一建筑规范》的出台奠定了基础,但这些指导方针并不是强制性的

1933年的长滩地震——震级为6级

4,造成了115人死亡和8.19亿美元的损失——暴露了学校日益增加的脆弱性,也是加州强制要求学校和建筑物进行抗震设计的原因

瓦尔迪兹航空照片显示,1964年阿拉斯加地震后,海岸线、港口和码头设施遭到完全破坏

信用:美国

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海岸和大地测量 当时,联邦机构不愿意在地震未知的地方设计抗震结构

1935年,《统一建筑规范》改编了一张划分美国的地图

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在地震发生可能性相似的四个地震带

位于每个区域的建筑都是为地震力设计的,地震力定义为结构重量的一小部分,从2%(低地震活动性)到4%(高地震活动性)不等

1964年阿拉斯加大地震——9级

2,131人死亡,2美元

60亿英镑的损失引起了美国政府的注意

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地质调查局(USGS)科学局,在1969年修改了现有的地震危险地图

主要的修订涉及中部和东部地区,那里的预期地震强度显著增加

1971年圣费尔南多6级地震

6,66人死亡,3美元

30亿美元的损失——导致了关键设施的倒塌,促使美国地质勘探局在1976年提出了一个新的概率地震图,该图将地震的危害与随着时间的推移预计在特定位置发生的地面震动程度联系起来

1977年,联邦应急管理局、美国地质勘探局、国家标准和技术研究所和国家科学基金会在国家减少地震灾害计划下联合起来,促进工程地震学的研究,将地震设计和建设的最新知识纳入规范,并降低国家的地震脆弱性

1989年洛马普里塔地震和1994年加州北岭地震揭示了地震设计的空白

20世纪90年代,美国仍有三种抗震建筑规范在广泛使用

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:西部各州的统一建筑规范,建筑官员和规范管理国际公司

东北部和中部各州的国家建筑规范,东南部各州的标准建筑规范

国际法规委员会在1994年将这些地区法规合并为一套国家建筑法规,以降低建筑施工的成本和复杂性

如今,建议的变更已被采纳为通用结构设计的国家标准

2016年,对该标准进行了更新,纳入了首个抵御海啸的国家标准

显示地震风险的2015年加拿大地震地图

信贷:加拿大自然资源部 加拿大背景 加拿大第一部国家建筑规范于1941年颁布,并在附录中包括了抗震设计建议

加拿大的建筑法规在第二次世界大战前就已存在,但属于市政管辖范围

核管制委员会公布了国家建筑规范,以促进全国范围内法规的统一

在1941年版本之后,建筑物被设计为承受地震力,这种设计方法类似于1927年版本的《统一建筑规范》中规定的方法

在加拿大,地震发生在西海岸、科迪勒拉山脉、北极、加拿大东部和东海岸

第一张地震区划图是在1953年版的规范中引入的

概率地震制图在1970年版的《国家建筑规范》中引入,并在1985年更新

概率地震危险图显示了地质学家和地震学家一致认为可能发生在特定地区的潜在地震

新的灾害模型包含了新的地震模型和新的灾害数据

加拿大的建筑现在是为50年内发生2%概率的地震而设计的

由于气候变化导致的极端天气事件开始在以前不为人知的地区发生,改造现有的公共和私人基础设施对我们的复原力至关重要

改造现有结构和执行建筑标准是加拿大和美国地方和联邦政府面临的最大挑战

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将近一半的美国人面临着巨大的地震风险,每年因地震造成的损失估计为4美元

40亿

如果这些基础设施薄弱环节得不到解决,人类生命和财产面临的风险将继续增加,对最边缘化和最弱势群体的影响将更大

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