typological-structural CARTIS:方法表征的意大利普通建筑在城市地区
朱里奥Zuccaro
毛罗。温柔的
弗朗西斯卡琳达Perelli
丹妮拉德格雷戈里奥
埃琳娜颤抖3
- 1部门结构工程和建筑,那不勒斯,意大利那不勒斯费德里科•二世大学
- 2PLINIVS研究中心,那不勒斯大学费德里科•II,那不勒斯,意大利
- 3意大利民事保护部门、罗马、意大利
大规模的风险评估相关的自然灾害通常基于非常贫穷的风险和脆弱性数据,通常来自人口普查数据。事实上,获得详细的知识构建遗产是一个非常艰巨的任务特别是那些国家,像意大利,以非常高的城市密度和各种各样的建筑类型学,一栋楼一栋楼知识听起来一个乌托邦式的野心。然而,暴露和脆弱性两个管理的四个因素,以及风险和能力,风险卷积,因此他们的不确定性产生相应的不确定性产生的预期损失。缺乏合适的建筑类型学负责很强的信息风险分析,简化的假设相同的建筑类型学,朦胧地分散在全国各地的领土,没有区别在当地或区域层面。的目的,提高曝光描述和减少这种不确定性,自2014年以来,意大利民事保护部门(ICPD)进行了框架的一个新的研究分支ReLUIS(网络大学实验室的地震工程)项目,致力于领土分析,还通过资助CARTIS项目。项目目标的建筑结构类型学槽数据收集在一个地方和一个广泛的范围在意大利,最后的目标是改善地震风险分析的可靠性。本文首先描述了方法和一些统计到目前为止。
1介绍
大规模地质灾害风险评估相关,即地震、火山和水文地质,以反应为代表的基础发展减排政策,如长期预防项目或民防应急计划,有效管理灾害风险周期的所有阶段。例如,他们一直在意大利用于基金的分布在区域国家地震风险防范计划(温柔的,2012;温柔的et al ., 2021)。
被地震风险的四个基本因素,如风险,曝光,脆弱性和能力(UNDRR 2016),暴露和物理脆弱性的评估在风险是一个重要的元素主要得到可靠的风险评估。关注建筑物的破坏和倒塌产生广泛的经济、社会和社会后果,评估的方法强烈依赖于信息和数据已经可用,或者可以在合理的成本和时间可用。此外,风险和脆弱性评估强烈依赖于对方,往往很难分别处理它们。因此,联合exposure-vulnerability模型通常采用,一旦暴露数据定义(Zuccaro et al ., 2021 a;Zuccaro et al ., 2021 b;马西et al ., 2021)。聚焦,更具体地说,脆弱的建筑,不同的方法可以追求发展的脆弱性模型,如观察、机械或混合方法(Perelli et al ., 2019;温柔的et al ., 2020;Liguori说道et al ., 2022)。他们都需要一个定性和定量评估必须基于建筑结构特点上可用的信息。
在文献中,不同的程序来管理框架的建立库存风险评估可以发现。的主要方法有两种。第一种发展的全球数据库构建库存使用全球或国家建筑类型的分类,主要用于近实时灾后损失评估和/或地震前的风险分析,如:俄罗斯计划极值(Shakhramanian et al ., 2000),HAZUS-MH (联邦应急管理局,2006年)、寻呼机(贾斯瓦尔et al ., 2010),宝石(克劳利et al ., 2013)。这些数据库,相关建筑的主要结构特点和主要基于专家评估,包括建筑内部和外部的信息特征的建筑,尽管通常描述的建筑类型学不覆盖整个地区或国家领土。因此,他们必须完成使用大规模的信息比如来自人口普查数据,如BINC方法(Cacace et al ., 2018)。第二种方法利用卫星遥感获取建筑物的库存,通过视觉评估图像的特性,可以作为代理假设影响建筑物的抗震性能的结构特点。这些技术可以建立在纯粹的卫星遥感(齐藤et al ., 2004;Taubenbock et al ., 2006;山崎et al ., 2007;Taubenbock et al ., 2008;Taubenbock et al ., 2009),提供信息vulnerability-related特性,可以从顶视图评估;或集成方法,结合卫星图像和地面全向成像数据(王et al ., 2006;鸟居et al ., 2009;出纳员;维兰德et al ., 2012)。不同于前一种的方法,这些可以快速收集很多数据在国家和地区层面。此外,他们能够更好地控制动态变化在短时间尺度(几年)的城市定居。另一方面,他们目前的困难相关的信息从图像获得建筑的基本结构特点来评估他们的地震易损性。可能,混合方法寻求平衡利弊两个家庭的方法可以提供最可靠的接触/漏洞估计。
在意大利,建筑物的库存主要用于大规模的风险评估是指提供的全国人口普查数据库ISTAT(研究所统计,http://dati-censimentopopolazione.istat.it/Index.aspx),其建筑特性很差,信息组成的建设时代,许多故事(范围区间)和材料(砌筑或钢筋混凝土)的垂直结构。因此,当人口普查数据是唯一的信息,地震易损性评估的不确定性,然后,地震风险非常高。这是因为可怜的信息结构特点通常是不足以描述品种繁多的建筑类型在意大利领土。事实上,全国各地,不同的施工技术已经发展在过去的几个世纪里,由于当地文化,社会条件和材料可用,在某些情况下大大影响建筑的特点和品质,从而确定显著不同的地震响应。
原来,大规模的风险分析的发展,必然需要额外的脆弱性数据,在过去2018年的全国地震在意大利地图开发(温柔的et al ., 2021),仅限于建筑功能区域受到最近的地震。这些都是由一个特定的IT平台(墙裙破坏数据观察)由意大利民事保护部门(ICPD)和收集信息损失和普通建筑结构特点对11个国家地震事件(温柔的et al ., 2019)。
改善漏洞和风险评估,意大利纲领》促进了自2014年以来,一个新的“领土”分支的研究,目的是促进研究和研究活动风险评估在领土范围内(Dolce和Di Bucci, 2015年)。框架内的财团ReLUIS(网络大学实验室的地震工程)项目,ICPD CARTIS项目资助:“库存现有的结构和建筑类型学”。项目目标收集数据和更好的识别和描述结构类型在当地和大规模在意大利,主要是为了提高分类然后降低风险评估的不确定性在全国范围内,以及在直辖市级别启用详细的风险评估。
CARTIS项目开发了一个创新的方法基于信息结构特点在sub-municipal范围收集通过当地的专家知识。风险评估在国家层面上而言,实施CARTIS相当合适的样本调查,大约8000个城市的20个意大利地区,将允许开发区域特征的意大利普通建筑分类来源于ISTAT的人口普查数据集。对于单一直辖市CARTIS调查的实施,改善建筑的结构特征类型在其境内可以允许更详细的脆弱性和风险评估,特别是如果micro-zonation研究也可以在市境内(温柔的et al ., 2011)。
CARTIS方法有两个主要目标:(1)系统的开发方法暴露和脆弱性的评估在领土范围内根据住宅的typological-structural表征;(2)开发的一个数据库(包含typological-structural住宅意大利建筑)信息提供给研究人员为了深化自己的知识漏洞对地震、以及其他自然现象,如火山喷发(Zuccaro德格雷戈里奥,2019)和水文地质事件(Zuccaro et al ., 2012;Ettinger et al ., 2016)。对于这些后者,具体漏洞功能或脆弱性曲线,不同的相关地震,可以开发基于结构特征的知识从CARTIS获得调查。
CARTIS方法的主要目的是利用相当大的技术知识在领土,源于专业实践。事实上,在意大利城镇建设发展历史上发生根据历时过程,sub-municipal与不同的城市生长有关的区域在哪里很好辨认,特定的建筑结构的特点是采用类型学以及当地材料。在近代,这城市发展进一步裁决由当地的城市规划和建筑法规,可以发现,在大多数的意大利城镇,sub-municipal地区的建筑结构特点非常均匀。这往往同样适用于转换或翻新的干预措施在过去,相对于历史事件,其中地震或其他自然事件、战争或新规划条例。
意识到,方法论要求sub-municipal均匀区域初步识别,基于可用的历史信息,以往的城市地图证明特定区域的施工周期,甚至当地专家的直接知识。然后,信息的典型建筑的结构特点可以从给定sub-municipal区域当地的技术专家和从业人员。
采访协议和数据收集当地的建筑特点是程序设置和应用在过去的漏洞评估sub-municipal组建筑领域,比如在Dolce et al。(Dolce和颤抖,2001;温柔的et al ., 2002)和全国过渡委员会(全国过渡委员会,2002最近在一些试点项目(),或者温柔的et al ., 2011;温柔的et al ., 2013)。
CARTIS方法论的主要工具是CARTIS形式及其用户手册,旨在描述主要居住建筑类型学在市政或sub-municipal地区(称为“部门”),特点是建筑结构的同质性,岁的第一个定居点和/或通过建筑和结构技术。进一步调查形式,CARTIS-BUILDING,致力于建筑,建筑检查符合CARTIS形式所需的信息,也为验证开发信息收集建筑类型学的市政部门,通过CARTIS调查形式。
的ReLUIS CARTIS项目由以下为特征的进一步活动基于CARTIS形式。
⁃软件(客户端web应用程序)的开发所需的输入数据的CARTIS形成一个数据库收集的信息存储允许为未来处理ReLUIS研究单位。
⁃数据收集由几个研究单位(超过30),通过编制CARTIS形式,在意大利城市的一个重要样本获取信息。直到2022年12月31日,421年意大利(意大利城市)约5%的调查。市政当局调查的比例最高的地区是托斯卡尼(21.9%),坎帕尼亚(13.6%)和阿布鲁佐(10.8%)。大多数调查地理区域中心(10.1%)和韩国(10.4%)。细节是在第三节。
⁃人口数据库通过CARTIS形式收集的信息存储到一个有组织的系统。
⁃发展评估方法暴露在领土范围内基于typological-structural普通建筑的特点(从编制CARTIS获得形式)和多(多,2001人口普查数据集。
⁃分类的定义代表建筑类型学的地理区域。
⁃发展首先分析存货的定义存在的脆弱性曲线文学或来自新研究,可以与在前面提到的分类。
类型结构描述的目的进行了调查国家建设全景和识别,从定性的角度来看,当地的施工特点,为了提高脆弱性评估,占当地的类型特征。适当部分收集的数据通过CARTIS形式提供地震脆弱类适应症的区域化和漏洞功能,目前用于整个国家领土(温柔的et al ., 2021)。
在写这篇文章的时候,CARTIS方法已应用于383市、直辖市的代表总数的近5%。CARTIS建筑形式被应用于大约5300居民住宅,允许一些校准建筑类型学的识别过程。数据集目前意识到代表第一个重要的改善主要暴露在领土范围内以及在全国范围内地震风险分析。
CARTIS的方法也为其他建筑类型学开发,如大跨度建筑(CARTIS-LARGE跨度),工业建筑,教堂(CARTIS-CHURCH)。然而,这些进一步发展将不会在本文中描述。
CARTIS数据库正在建设中。本文旨在描述数据收集的方法和显示第一曝光统计分布在全国范围内(按地区和地理区域)的信息的基础上发现,到2022年,为了整合接触分居或提供的数据,目前用于评价国家风险评估。CARTIS方法的描述还旨在更好地定义常见的意大利普通建筑的调查方法采用不同的脆弱性评估研究单位在当地规模(Zuccaro Cacace, 2015;Chieffo Formisano, 2019;Polese et al ., 2019;Chieffo Formisano, 2020;Vettore et al ., 2020;白兰度et al ., 2021;Faggiano et al ., 2021;Menichini et al ., 2022;Zucconi et al ., 2022;Perelli et al ., 2023)。在下面几节中,CARTIS形式的主要特征(CARTIS形式,2017编译)和相关手册(CARTIS手册,2021),是主要的手术工具CARTIS方法,。
2 CARTIS调查活动
CARTIS活动的对象是整个城市区域包括任何村庄或地方重大的建筑人口和类型特征的意大利当地建设性特征与砌体和/或普通建筑的钢筋混凝土的垂直结构。
CARTIS仅指意大利普通建筑,比如主要用于住房和/或服务。这些大多是多层建筑,以有限的砌筑或钢筋混凝土结构维度的inter-storey高度和水平垂直元素之间的跨度(轴承墙壁,列的钢筋结构)。因此,有关文化遗产的类型学(宗教建筑,教堂,历史宫殿,塔,等等),特殊结构(剧院、工业物流、购物中心、等)和战略建筑(医院、学校、军营,县民防总部,等等),其特点是不普通的建筑,不包括在这个描述。
对于每个市调查,研究单位ReLUIS财团执行引导采访中,通过一个特别的形式(称为CARTIS形式)到一个或两个专家,属于当地公共政府(地区、省、自治区、山社区)和/或私营部门(土木工程、建筑),长期和巩固专业经验在考试。
表单的编制必须遵循的路径信息是通过研究者与一个关键的方法,利用获得的信息通过“面试”。研究者应该执行一个或多个现场检查的第一想法下的面积初步检查和发现的证据信息,从地理的定义的部门市政区域被分割和特征假设。至少一个的调查应会同受访者进行的,因此,任何矛盾都可以立即解决。
一个特别的CARTIS Web应用程序界面开发允许的输入到数据库中所有数据的部门界限和形式。
图1显示了一个流程图说明CARTIS的数据收集方法。自治区被定义之后,第一步是香港的初步分析,随后,目的是验证关键信息收集,考虑历史、书目和文献来源。随后,当地专家采访,通过表单的编制,部门和主要类型定义。收集的数据数字化并保存在数据库中,通过一个特定的web应用程序。定期输入的数据进行验证,通过专家分析,旨在识别和解决矛盾。数据库可以查询,通过SQL语言,提取不同structural-typological特征的分布由部门或其组合,自治区、省、地区、地理区域。提取的数据可以支持曝光和脆弱性分析地震风险评估在地方和国家层面。
图1。流程图说明CARTIS的数据收集方法。
CARTIS形式包含地震易损性中使用的主要参数(Zuccaro Cacace, 2015;Chieffo Formisano, 2019;Polese et al ., 2019;Chieffo Formisano, 2020;Vettore et al ., 2020;白兰度et al ., 2021;Faggiano et al ., 2021;Menichini et al ., 2022;Zucconi et al ., 2022;Perelli et al ., 2023)。它收集相同的信息包含在国际库存数据库,例如用于宝石(克劳利et al ., 2013),如垂直结构类型、层数、高度、坡度的地面,改造,使用,总体位置,规律在计划和高程,加密板类型、水平结构,屋顶。此外,CARTIS形式(CARTIS形式,2017)包括更详细的信息,比如砖石拱顶的领带棒/系梁、平均壁厚的墙壁,维列和梁、楼梯类型学和进一步的脆弱性元素(正交墙壁,之间缺乏债券存在的联系梁打压double-wythe墙壁的一部分,存在低抗弯刚度的门楣或支持长度不足,等等)。详情,请参见2.2节。
2.1城市界定部门
旨在使typological-structural CARTIS形式描述特定的城市地区,被称为“部门”,造成仔细分离总市政的表面。部门可以被定义为同类地区的特点是建筑的存在具有类似typological-structure施工和/或年龄(图2)和考虑,在可能的情况下,ISTAT普查的周边部分。的初步阶段CARTIS活动涉及到了同类行业的认可,将适当地勾勒出地图上附着在形式和逐步被数过了。
图2。CARTIS形式。划定的例子和编号的部门的直辖市静脉Tirreni德”。
市政领域的细分在检查中应考虑解决信息来源如历史、书目,纪录片,这使它可以定义不同的施工阶段的城市定居,和隐式地画适应症权威部门的分区。进一步的协商是有用的工具空中和卫星照片,也通过网络使用最先进的工具可用。每个城市的时间发展可以理解如果这些已经意识到地震分类之前或之后的自治市,这可能影响建筑的易损性结算。书目、纪录片、制图和地籍人士可以添加笔记的最后一页CARTIS形式。
2.2节的形式
CARTIS形式(CARTIS形式,2017)和相对用户手册(CARTIS手册,2021)是基于长期的经验开发了在过去的几年中在震后损伤和/或可用性检查表单进行了与意大利伊(巴乔et al ., 2017)。尽管不同定意,CARTIS形式是一致的,在术语和分类定义,与伊蚊形式,都是《行动纲领》的官方调查工具。
CARTIS形式分为四个部分(从0到3)。
A和b部分0包括两部分,一部分是致力于市政当局的一般特征,和身份ReLUIS研究单位和受访者的细节。特别是,它收集的信息,如位置,数量的居民和数量的建筑,以及部门确定的总数。后者的程度取决于建筑面积和建筑结构的同质性,为市政当局的时间演化所致。部门及其编号中勾勒出的地图。用户手册提供了特定的行业标准编号和附加的有用提示支持调查员的身份。B部分包含了一些通用功能的各个部门直辖市已经分裂。他们每个人的信息,如年龄第一城市结算部门,需要的建筑和住宅,与该领域中的主要类型(4和4钢筋混凝土砌体类型)(图3)。
图3。节0 b部分信息部门的调查。
普遍类型学的标识在每个部门进行特定字段的引用,在第2部分中,3,考虑基本的描述不同的地震行为:地板的总数;建设的时代;砌筑的特点;板的特点;金库的特点;混合结构的特点;钢筋混凝土结构的确认和量化;分离的关节;只在一个方向上的帧;在地板上的加密; characteristics of the roof; frequency structural interventions in the typology.
第一节是献给每一个类型的识别描述通用领域的直辖市,类似于部分2、3,必须为每个类型填写。它收集信息,如类型和识别代码的部门,它在城市中的位置上下文(图4),连同照片和草图的类型学在计划和部分,代表一些特殊结构的几何特性进行调查。
图4。在城市环境中的位置:(一)孤立的;(B)相邻(静态独立);(C)在连接(结构)进行交互。
第二部分致力于识别的一般特征类型学在考试。它必须完成的每个类型通用领域的直辖市。第二节收集相关的信息至少80%的建筑类型学的考试。相关几何收集的信息以及一些指标信息(层数;平均楼层高度;层平均身高;地下楼层;平均面积)与时代一起建设和主要用途,描述不同的可能范围。施工段可以提供一个范围的日期,这是相关的重大结构性干预经历了过去。这个信息是非常重要的,因为它可以与地震分类的直辖市,为了判断类型学在考试是建立或加强符合抗震规范。
第三节致力于描述结构元素的类型学在考试图5)。它必须完成每个类型的通用部门分配的直辖市是分裂。部分分为三个部分:3.1、3.1和3.2。章节3.1和3.1 b是互相替代,而3.2节必须完成。
图5。部分砌体的类型学(一)类型学的钢筋混凝土结构(B)和屋顶(C)在CARTIS形式。
特别是,3.1节与砌体混合结构(图5一个)描述通过垂直和水平结构的类型。垂直结构分类根据砌体的类型信息和进一步特征排位赛的连接通过壁厚和加强设备的存在(例如,将道路、环梁或拱)。砌体结构分类的基础上,其规律性,条理清楚地与伊蚊形式(巴乔et al ., 2017),根据三个宏观类(“不规则”、“凿成的石头”和“常规”砌筑),然后与他们的布局可能根据6砌体类型从最差到最好的(A1, A2, B1, B2, C1, C2)。
部分还收集数据的类型水平结构,包括平层排名与他们在计划可变形性(灵活、半刚性和刚性板),与伊蚊形式连贯地,拱形结构选择8可能的备选方案之一。混合结构,视为砌体和钢筋的组合元素根据伊蚊定义的三种可能的组合形式,在一个单独的小节描述。最后,必须确定进一步的元素的存在漏洞,列表中选择他们共同脆弱的特征(开口在地面层,隔离列等等。
3.1节b与钢筋混凝土建筑的类型(图5 b)。收集信息的垂直结构的识别,根据7可能结构类型(从A到G)和定义基于元素,如帧,加密,梁和核或直墙。进一步的信息然后收集关于关节结构的存在,弓窗口和框架的方向。
3.2节与进一步的信息(图5 c必要对砌体和钢筋类型。收集信息关于屋顶结构,开口布局、结构规律,先前的结构性干预,类型的楼梯,和其他一些包括非结构性因素和脆弱性特征的基础。
3总结CARTIS DB中收集的数据
直到2022年12月31日,30多个研究单位从ReLUIS网络数据收集的数据通过编译CARTIS形式在遍及全国的分布式自治市(图6)。使样本具有代表性,市政当局适当选择考虑意大利的百分比分布直辖市分组由意大利人口普查区域和地理区域(2011多)。调查的形式收集在客户机web应用程序开发的目的(CARTIS Web应用程序)。授权用户可以查询CARTIS DB,通过结构化查询语言(SQL),下载后,或通过简化查询可用的应用程序。
图6。城市的地理分布调查与CARTIS方法。
CARTIS DB不断增加,到目前为止,421个市、2307个行业,其中包括734641建筑,被调查。已经收集的信息的完整性进行了测量比较CARTIS DB和ISTAT普查数据集(分居,2011年),为每一个意大利地区根据以下地理区域:1)西北:皮埃蒙特,瓦莱达奥斯塔,伦巴蒂大区和利古利亚;特伦蒂诺2)东北:阿迪杰、威尼托Friuli-Venezia会是艾米利亚-罗马涅和;3)中心:托斯卡尼翁布里亚,马尔凯和拉齐奥;4)南:阿布鲁佐,莫利塞坎帕尼亚,普利亚,巴西和卡拉布里亚;5)群岛:西西里岛和萨丁岛。
根据表1,在总共8092个意大利城市,这些分析通过CARTIS形式约5% (421)。市政当局调查的比例最高的地区是托斯卡尼(21.9%),坎帕尼亚(13.6%)和阿布鲁佐(10.8%)。大多数调查地理区域中心(10.1%)和韩国(10.4%)。需要进一步的直辖市,尤其是对一些地区的地震危险性高,如弗留利威尼斯会,和西北地区。在地震分类方面,意大利总市和唯一在CARTIS活动分组调查的基础上地震带(表2),在功能上最高的期望加速度。
表1。每个地区和地理区域城市分布分析。
表2。市分析每地震带的分布。
这些区域或地理区域与一个好的比例的分析(例如,大于5%),CARTIS DB可以提供更有趣的信息如果比人口普查数据(2001多)。CARTIS的验证数据和人口普查报告的数据部分进行参照的ISTAT 2001数据库中,虽然过时,取代2011年分居,呈现更多的分类信息对一些相关的参数(例如,地板的数量)。此外,过去的20年里不能被视为重要的扩张住宅建设在意大利,因此ISTAT 2001数据仍然可以被视为可靠的今天;事实上,最新的数据报道ISTAT(2011)声称,少于3%的意大利建筑物已建成在2001年之后。
主要与有关ISTAT2001数据的分布区域和地理区域垂直macro-typologies:图7这个分布是ISTAT2001数据与参考CARTIS市调查,并从CARTIS获得相同的分布数据。根据多的人口普查数据集、结构类型定义的基础上,三个特点:建筑材料(钢筋混凝土、砖石和“其他”),许多故事和建筑时代。“其他”结构包括几种类型的结构,如木材、钢材、混合结构(主要是最后一个)。此外,混合结构都包含在“砌体类型学”CARTIS DB,所以它可以被认为是“砖石”和“其他”的总和在ISTAT2001应该与CARTIS DB的“砖石”。macro-typologies的分布的地理区域根据两个数据库都非常接近。一些无效的通讯等一些地区发现瓦莱达奥斯塔,伦巴蒂大区和巴斯利卡塔。
图7。建筑分布在垂直macro-typologies根据ISTAT普查数据集(左)和CARTIS DB(右),按区域和地理区域。
CARTIS DB可以提供分布,按区域和地理区域,垂直的砌体结构建筑相关(图8)和钢筋混凝土(图9)。事实上,从每个类型的百分比分布也有可能估计建筑物的数量与每个结构子类型,CARTIS中定义的形式。为了提供信息数据的完整性,图都伴随着额外的直方图右侧代表调查的砖石和钢筋混凝土建筑的比例在CARTIS DB,参照砌体和钢筋混凝土建筑的数量报告的ISTAT普查数据集。
图8。建筑分布在砌筑类型学。A1-Irregular砌体:round-edges石;A2-Irregular砌体:锐边的石头;B1-Hewn砌体:flat-cut石;B2-Hewn砌体:正规的石头;C1-Regular砌体:长方形石;C2-Regular masonry-bricks。
图9。建筑分布在强化水利及类型学。普遍的RC框架和实心砌体填充式面板;B-Prevalence拱肩梁的钢筋混凝土框架和弱砌体加密板;C-Prevalence RC框架扁梁和砌体填充式面板薄弱或缺乏;D-Prevalence RC框架与perimetral拱肩梁、薄弱或缺乏砌体填充式面板和内部平面梁;E-Presence拱肩的两个钢筋混凝土框架梁和内部RC核心;F-Prevalence RC剪力墙;G-prevalence的RC框架扁梁和内部RC核心/剪力墙。
砖石建筑,六垂直类型被认为是喜欢的柱状图所示图8,从A1到C2: A1-Irregular砌体:round-edges石头;A2-Irregular砌体:锐边的石头;B1-Hewn砌体:flat-cut石;B2-Hewn砌体:正规的石头;C1-Regular砌体:长方形石;C2-Regular masonry-bricks。考虑由此产生的分布获得每个地理区域和地区,可以吸引一些注意事项。
——东北地区主要是砌体结构的建造质量好(砖78%),而在西北地区质量差砌体盛行(圆边石14%,锐利的边缘石39%);
——锋利边缘的中心区域主要是建立石(43%)、和砖(36%);
——所有类型的砌体出现在南方岛屿,略微的正规的石头在群岛南部(41%和37%)相比,锋利的边缘石头岛屿南部(21%和47%)。
然而,每个地区的分布显示显著差异从一个地区到另一个极端,突显出建设性的局部特征技术的重要性。一个例子,马尔凯,Friuli-Venezia会和选票相当同质单个结构类型(砖)。同样,普利亚几乎完全由普通的石头。其他地区可以显示分化砌体面料根据可用的建设性的当地材料和手艺。
关于钢筋混凝土结构,7种结构视为导致3.1节。B CARTIS形式,从A到g型类似于砌体结构,右边的直方图显示的百分比CARTIS DB的钢筋结构相比ISTAT普查数据集(图9)。数据表明,关于钢筋混凝土结构。
——几乎整个意大利领土显示了简单的流行框架钢筋混凝土结构(a型),特别参考东北、西北和岛屿(73%、88%和99%)。
——南部和中部,而以B型(拱肩梁和弱加密,64%)和D(周长的拱肩梁和内部平面梁、31%)分别;
——在南方地区和岛屿,没有剪力墙结构和有一个低的百分比与钢筋混凝土核心结构。
在区域范围内可以注意,而伦巴蒂大区等地区,威尼托,弗留利,翁布里亚,普利亚区和西西里岛的边类型学(A)是唯一的或普遍的结构,在意大利的情况更加多元化。C型(扁梁和弱砌筑加密)明显出现在皮埃蒙特(38%)和利古里亚(49%)。D型(周长的拱肩梁与内部平面梁)是大规模出现在托斯卡尼(42%)、拉齐奥(100%),莫利塞(52%)、普利亚区(73%)和巴西(52%)。应该注意的是,建筑物的样本调查拉齐奥地区包括该地区0.3%的建筑,因此它不能被认为是代表。
图10,11显示,砖石建筑分布与岁的建设和地板的数量,分别。与类似的内容,图13,14有关钢筋混凝土建筑。直方图代表建设的时期是在另一个直方图,凸显出明显的差距建筑之前,1980年之后,今年的抗震立法生效。直方图代表建筑的楼层数的分布也伴随着更多的合成直方图,这表明低层(1 - 2层),中等(3-4-5层)和高层建筑(> 5层)。
图10。砖石建筑分布在建筑的时代。
图11。砖石建筑分布在地板的数量。
正如所料,钢筋混凝土类型学建筑相关的年龄变化最近时间的砖石建筑相比,其施工期间大多可以追溯到1919年之前的时期。相反,建筑意识到1981年之后,也就是说。,after the first important seismic classification of the Country, on an average amount to 25% according to the CARTIS surveys.
地理和区域分布,它可以指出,几乎所有的砌体房屋在意大利已建成1980年之前(图10)。最近的一些重大砌体可以发现在选票(16%)和翁布里亚(16%)。最古老的地区砌体结构建造之前,1919年在北意大利:皮埃蒙特(71%)、伦巴蒂大区(90%)、利古里亚(88%)和莫利塞(76%)。
图11显示没有砖石建筑7或8层。可以找到一些砖石建筑六层在西北只(2%),特别是在皮埃蒙特(1%)和利古里亚(4%)。甚至建筑5层是罕见的:发生莫利塞地区只能被认为是重要的(14%)。在所有地理区域,建筑的分布在低或中等类型学平均制服,轻微的患病率为中等身高。
它也可以观察到,砌体结构的2 - 3故事是最常见的在整个意大利的领土,与相关比例高于70%(中心东北西北76%,83%,82%,75%,南部岛屿77%)。
在图12报告上的砖石建筑分布水平类型学。关于地理区域,它可以注意到西北和中心变形水平类型学患病率(47%)其他的。东北高刚性类型学患病率(72%)。更具体地说,超过一半的受访结构有一个类型的变形水平类型学在伦巴蒂大区(57%)、弗留利Venezia-Giulia(55%)和马尔凯(54%)。在威尼托刚性类型学是普遍(75%)、罗马涅(73%)和翁布里亚(55%)。瓦莱达奥斯塔地区的结构主要是由拱形天花板(53%)。
图12。砖石建筑分布在水平结构。
图13显示了司令部的分布建设时代的建筑。地理区域而言,最古老的钢筋可以找到意大利的西北和东北地区的年轻和岛屿。事实上,直类型学的比例建造抗震分类前的国家达64%,西北,东北的32%,59%为中心,47%,韩国为36%,这些岛屿。司令部的一个重要示例建筑是建立在所有意大利地区2001年之后。
图13。钢筋混凝土建筑分布在建筑的时代。
层数的分布,图14表明钢筋类型学与2 - 3层是最常见的。事实上他们代表了大多数复发比例在所有地理区域:76%在西北,东北地区83%,82%在中心,75%在南部和77%的岛屿。建筑的一个重要示例在莫利塞可以找到超过四层(14%)和利古里亚(13%)。
图14。钢筋混凝土建筑分布在地板的数量。
CARTIS DB是不断发展的,事实上ReLUIS研究单位(UR)正在努力增加市政当局调查的数量。结果说明了这一段,请参阅完整的2020年收集的数据集。然而,提高数据库的统计显著性,一些地区将不得不进一步分析,尤其是在西北和东北。此外,深入研究了类型学治疗,通过建筑进行了勘察的样本调查(CARTIS建筑),目前的进展,将有助于更好的类型学分析的重点进一步特点和相关区域/地理分布。
4的案例研究静脉de Tirreni直辖市
本节说明了CARTIS表单填写的一个例子。调查直辖市是静脉de Tirreni(意大利坎帕尼亚地区),占地面积约36.5公里2人口约51000人。
CARTIS形式已编制的那不勒斯大学的一个研究团队费德里科•参与ReLUIS项目的基础上接受采访时说,分为三个不同的会议大约3个小时,他们的技术员员工直辖市的静脉de Tirreni,当地的建筑发展的坚实的知识和现有的建筑类型。目的是验证获得的一致性信息,两个城市的访问已被执行。第二次访问进行联合采访,更容易解决的不确定性。初步访谈,研究人员进行了一项研究关于历史城市的城市发展,提高信息的集合中的批判精神和更好地理解提供的信息。这个活动包括在历史地图的分析,与人口普查部分建立记录和数字地图。从这个活动中,研究者收集了以下初步信息。
⁃不同市政建设的主要时期;
⁃数量的地板、立式(砌体和钢筋混凝土)和最近的干预措施的改进或适应的建筑建筑注册表和相关调查的预期用途;
直辖市⁃地震分类:第一个地震分类静脉de Tirreni区域的日期1981年6月3日。预期的水平地震加速度(50年超越概率10%)范围内0.05 g - 0.15 g (3所示。,2003)。偏析的地图显示了更高的地震活动。具体来说,地面加速度不小于0.284 g在周边地区和沿山麓大幅增加(0.422 g)到谷底,在加速度值甚至达到峰值为0.468 g。预计0.422 g的加速历史中心(图15)。
图15。地图的最大水平地震地面加速度静脉de 'Tirreni直辖市。
接下来,研究人员采访了当地的技术人员根据两个不同的方面。
第一个方面的担忧周长的定义的领域,因为建筑的同质性织物(按年龄首次安装和/或建筑和结构技术)和考虑,在可能的情况下,ISTAT普查的周边部分。所示图2,静脉de 'Tirreni直辖市已确定12个部门(C01-C12)。它与技术人员进行了采访考虑到书目和文献分析和制图的研究,地籍文档、空中和卫星图像和与人口普查部分建立记录和数字地图。静脉de的特点Tirreni市政条件的识别领域,由于城市是历史上由“村庄”,保留一个特定的身份和一直保持不同的城市织物和填写清楚。它可以观察到一个部门也可以由两个单独的多边形(见部门C12)识别时混乱的地区,有相同的建筑类型。
第二个方面的担忧主要建筑类型学的定义在每个部门。本文提供的信息涉及垂直和水平结构类型学、建设和时代的故事。
表3显示主要的垂直分布类型识别和建筑物的总数量为每个部门。表提供的摘要部分1、3的CARTIS形式。
表3。垂直分布类型与静脉de Tirreni直辖市。
人能注意到,12个行业的静脉de Tirreni都以2结构类型学、砌体(塞利维亚开始其短暂)和一个钢筋混凝土(CAR1)类型,除了行业C08 C09,组成两个砌体类型(塞利维亚开始其短暂和MSN2)。值得注意的是,结构类型,尽管拥有相同的首字母缩写(例如,塞利维亚开始其短暂)可以对应于不同的特征,根据收集的信息在第三节。
建筑包含在每个部门的数量是非常变量对覆盖表面处理;在任何情况下即使是最小的行业(C08和C11)包括一系列的建筑适合统计详细内容。
中给出的信息的基础上表3,可以获得单一垂直分布的类型学砌体和钢筋混凝土,相对于静脉de Tirreni (图16)。
图16。垂直分布类型(砌体和钢筋混凝土)在静脉Tirreni。
对于砌体结构,第三节CARTIS形式可以识别的百分比分布水平结构类型学相对垂直结构类型学每个确定的部门。卧式有关的信息,因此,由立式分解,如图所示表4。
表4。分布的水平类型学建筑相关行业的垂直砌筑类型学中标识的直辖市静脉Tirreni德”。
对于钢筋混凝土结构,表5显示了一个示例的建筑物的分布相关信息的数量的故事。特别是,第二节CARTIS形式要求的蜱虫最大和最小数量的特定垂直行业的类型学的故事。CARTIS过程假设确定类别的建筑是均匀分布在确定时间间隔定义为所需的两个层数(最大和最小)。数据分析,参照类似“建设时期”。图17显示的结果中提取数据。
表5。在故事的数量分布与垂直类型学在钢筋混凝土行业中确定市政当局的类型学静脉Tirreni德”。
图17。类型特征提取CARTIS DB的直辖市静脉Tirreni德”。
根据CARTIS手册,只有通过采访获得的信息来源可靠和完整的报告,而不是那些只推导为最终目的填写表格的部分。表单,事实上,报告的信息有很好的“确定性”,明显的限制范围内的可靠性对话者和研究者的反馈的团队执行。因此,形式没有被编译的部分。任何疑问关于如何填写表格已经消除的主要目标,也就是说,即评价地震响应的类型学在考试。
上述方法可以很容易地提供一个清晰的一个给定的直辖市和直接比较,在结构类型学和/或sub-typologies不同的城市,可以执行。
5结论和进一步发展
本文描述了一个系统的方法统计暴露评价的普通建筑在意大利的领土上建立在CARTIS形式。
众所周知,接触代表、定量和定性,不同的人为元素的扩展描述一个给定的地理区域(人、建筑、基础设施、活动和活动属性),其条件和/或功能可以破坏,改变或毁坏了由于地震的发生。
在这种背景下,住宅建筑的暴露评估股票可以提出的“库存”特征分析的住宅被认为是在地方一级(直辖市),虽然容易扩展到更广泛的地理环境等地区,开发地震危险性分析。
CARTIS方法旨在提高意大利普通建筑遗产的知识(在砌体和钢筋混凝土)。目前常用这个目的,通过引导采访协议,当地技术人员在建筑遗产的知识和开发一个库存typological-structural分布的特点。一个标准化的数据收集过程包括地震易损性分析中使用的主要参数。
CARTIS放置在数据库之间的一个中间位置收集通过ISTAT普查和数据库可展建筑进行了勘察活动。
ISTAT数据,虽然分布在整个国家的领土,可怜的信息。参照sub-municipal区域(称为“人口普查部分”),目前基于三个参数,年龄、类型的垂直结构(仅分为砌体、混凝土等)的数量和地板,因此在风险分析都提供一些参数的分布的定义特征的建筑(暴露)和在当地脆弱性的评价模型(脆弱性曲线)。
另一方面,建筑通过建立数据收集允许更精确的描述,但是只可能在某些特定领域一个重要的利用资源。
多数据库相比,CARTIS为脆弱性分析提供更多有用的信息。参照sub-municipal地区称为“行业”(人口普查部分的倍数),CARTIS数据库提供的信息,如垂直结构类型学,许多故事,高度、坡度的地面,改造,使用位置总的来说,规律在计划和高程,加密板类型、水平结构等。这些数据也可以在全国范围内是否代表市政府调查的样本。
一组建筑的建筑相比,CARTIS允许收集数据减少所需的时间和成本。例如,对于市政当局报告为案例研究中,静脉de”Tirreni,大约51000居民,CARTIS形式的完成了总时间约3周。在相对较短的时间和使用有限的资源(三个研究人员和技术人员),可以描述整个盛行的类型学。
许多应用程序显示(Zuccaro Cacace, 2015;Chieffo Formisano, 2019;Polese et al ., 2019;Chieffo Formisano, 2020;Vettore et al ., 2020;白兰度et al ., 2021;Faggiano et al ., 2021;Menichini et al ., 2022;Zucconi et al ., 2022;Perelli et al ., 2023)CARTIS方法提高知识的意大利普通建筑遗产,通过进一步的识别功能,影响脆弱性在领土层面(城市和地区层面),目的是创建一个通用的数据集。它可以被用来定义一个分类的建筑类型学的代表地理区域和发展脆弱性模型和风险/影响评估在当地的水平,参照最小单位的分析如“部门”或它的因数,如地区或细胞(例如,平方细胞250×250)。在当地应急计划和缓解风险分析有用的干预,CARTIS方法尤其有效。在全国范围内(采用“直辖市”作为分析)的最小单位,CARTIS数据库可以是一个重要的工具,如本文分析报告所示,尽管目前收集的数据必须增加取代ISTAT数据分析相关国家风险评估。
未来的发展将会促进研究活动,旨在验证CARTIS数据质量的漏洞和风险分析和扩展数据库,以便它可以被认为是代表意大利城市的人口类和高程区域。此外,为了使CARTIS数据库更有用和共享,有必要实现简化数据提取过程(Leggieri et al ., 2022;Sandoli et al ., 2022)。
数据可用性声明
在这项研究中提出的数据集可以在网上找到存储库。库的名称/存储库和加入数量(s)中可以找到这篇文章/补充材料。
作者的贡献
GZ: Writing-Review和编辑、方法论、概念化、监督;MD: Writing-Review和编辑、方法论、概念化、监督;外交政策:Writing-Review和编辑、软件、正式的分析、调查、数据管理;弟弟:原创作品草稿,Writing-Review和编辑,概念化;ES: Writing-Review和编辑、概念化、监督。
资金
这项研究是由意大利民事保护的框架CARTIS-ReLUIS项目(2014 - 2023)。
确认
作者感谢以下CARTIS-ReLUIS项目的研究单位(WP2),在起草合作的最终版本CARTIS通过测试活动形式,以及通过表单的应用领域,允许开发一个健壮的数据库:UNINA-a(广州),UNICAL-a(加西亚)UNICAL-b (Olivito) UNICH-a (Spacone /白兰度),UNINA-b (Formisano) UNINA-c (Landolfo) UNINA-d主管(Calderoni / Brandonisio) UNINA-e (Di / Polese / Prota)鲁,UNINA-f (Verderame) UNIBO(皱叶甘蓝),UNIFE-a (Tralli / Minghini), UNIFE-b (Tullini) UNIRC (Fuschi) UNICUSANO (Ferracuti) IUAV(法西奥/给我们),UNIFI-a (Vignoli) UNIFI-b (De斯特凡诺),POLITO (Chiaia) UNIPA (Colajanni / Cavaleri), UNIPD-a波尔图(da), UNIPD-b (Valluzzi) UNIPG (Borri / Speranzini), UNICAMPANIA (De加尼姆),证实(Lenci), unica (Imbimbo) UNIGE (Lagomarsino) POLIBA (Uva) UNIBAS(马西/曼),UNIMOL (Callari) POLIMI (Cardani) UNITN(广场),UNIROMA1 (Sorrentino /蒙蒂)。作者还要感谢凯撒II项目和市政当局的静脉De Tirreni,提供一些材料来支持活动。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
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关键词:地震危险性、地震,地震易损性、应急计划、建筑类型学
引用:Zuccaro G, Dolce M, Perelli FL,德格雷戈里奥Speranza D和E (2023) CARTIS:意大利普通建筑的typological-structural表征的方法在城市地区。前面。建立环境。9:1129176。doi: 10.3389 / fbuil.2023.1129176
收到:2022年12月21日;接受:2023年5月19日;
发表:2023年6月09年。
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