【摘 要】
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近年来,影响人类社会的可持续发展的一系列经济、社会和环境问题,随着气候变化的加剧而在全球范围内发酵。为此,各国在《巴黎协定》签署后,为应对日益严峻的气候变化问题,纷纷制定了碳中和实施路线图。我国也提出在2030年达到碳达峰、2060年实现碳中和这一新挑战新目标。建筑领域是能源消费的三大领域(工业、交通、建筑)之一,也是直接和间接碳排放的主要责任领域之一。新的机遇促进我们从新的角度去看行业的发展,同
【基金项目】
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陕西省教育厅青年创新团队建设项目(21JP138);
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近年来,影响人类社会的可持续发展的一系列经济、社会和环境问题,随着气候变化的加剧而在全球范围内发酵。为此,各国在《巴黎协定》签署后,为应对日益严峻的气候变化问题,纷纷制定了碳中和实施路线图。我国也提出在2030年达到碳达峰、2060年实现碳中和这一新挑战新目标。建筑领域是能源消费的三大领域(工业、交通、建筑)之一,也是直接和间接碳排放的主要责任领域之一。新的机遇促进我们从新的角度去看行业的发展,同时也是新的挑战,加快建筑产业升级迫在眉睫。另外,我国地处地震带,地震活动频繁,钢管混凝土由于其良好的性能正广泛的在土木工程中的多个领域得到运用,然而目前对钢管混凝土框架结构的研究主要集中在力学性能上,对结构的可持续性评价相对较少。对于钢管混凝土框架结构而言,具备应对自然灾害的能力,同时在其生命周期内具有良好的经济、环境和社会影响,一是符合我国人民至上、生命至上的理念,在面对自然灾害时最大程度的保障人民生命安全,二是符合国家推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,实施可持续发展的战略方针。本文以科学的理论体系为基础,从多个维度对震区钢管混凝土框架结构进行全生命周期可持续评价,同时考虑与安全相关的结构抗震性能表现,对提高钢管混凝土框架在震区的应用及推广,实现建筑业的可持续性发展具有非常重要的现实意义。本文从以下几个方面对钢管混凝土框架结构进行了分析研究:(1)简单介绍OpenSees有限元软件,并通过建立模型对以往的钢管混凝土构件(柱)、钢管混凝土框架结构的试验进行了模拟,以验证模型建立的合理性。(2)选取6层和12层的钢管混凝土框架结构,使用美国ATC-63报告建议的22条地震波,进行基于IDA方法进行地震易损性分析。结果表明,钢管混凝土框架结构能够较好地满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震要求,在面对自然灾害时,能很好的保障人们生命安全。(3)应用生命周期可持续性评价(LCSA)的理论方法,结合钢管混凝土框架结构的特点,明确钢管混凝土框架结构的生命周期范围和系统边界,讨论其生命周期清单量化方法。分别进行生命周期环境影响评价(LCA)、生命周期成本(LCC)和社会影响评价(S-LCA),并汇总综合分析,形成钢管混凝土框架结构的生命周期可持续性评价体系。采取社会支付意愿权重,将LCA结果和S-LCA结果转化为经济指标,把LCA、LCC和S-LCA的三个维度的结果以货币的方式集中体现为LCSA的结果。(4)应用上述评价模型,对选取的两个钢管混凝土框架结构在生命周期可持续性包含的三个维度进行量化分析,得出钢管混凝土框架结构的可持续性量化结果。(5)根据建筑结构在单灾害作用下的生命周期灾害损失期望计算模型,进一步讨论并计算了生命周期可持续性的灾害损失期望值。
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