城市和建筑抗震韧性研究的进展与展望

薄景山，王玉婷，薄 涛，万 卫，赵鑫龙，陈亚男

（1.中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江哈尔滨 150080；2.地震灾害防治应急管理部重点实验室，黑龙江哈尔滨 150080；3.防灾科技学院，河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室，中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室，河北三河 065201；4.北京市地震局，北京 100080）

引言

20世纪70年代，加拿大生物学家霍林（Holling.C.S.）首次将韧性（Resilience）应用在生态领域［1］，用以描述生态系统在受到干扰后维持或恢复原有功能的能力。自此，韧性的概念被广泛应用于各学科领域。21世纪初，倡导地区可持续发展国际理事会（ICLEI）在联合国可持续发展峰会上首次将Resilience的概念引入城市公共治理领域，提出了韧性城市（Resilience City）的概念［2-3］；2005年在日本兵库县举行的联合国世界减灾会议通过了《兵库行动框架》，明确提出了通过韧性城市应对自然灾害的理念。此后，国际机构、非政府组织和发达国家的城市政府相继开展了针对自然灾害的城市规划的实践探索［4］。韧性城市是城市抗御干扰和被干扰后恢复原有功能并适应新的条件的能力。目前，韧性城市已成为国际社会普遍认可的城市新发展和建设理念，代表着未来城市新的发展方向。

城市和建筑抗震韧性的研究源于韧性城市的理念，因为地震，特别是破坏性地震是威胁城市和建筑安全的主要自然灾害灾种之一，它具有分布广、突发性强、破坏性大、损失严重的特点。因此，城市和建筑的抗震韧性是城市韧性理论的重要组成部分和韧性城市评价的关键指标和重要研究内容。建筑是城市的组成部分，研究城市抗震韧性必然涉及建筑或结构的抗震韧性问题。因此，建筑抗震韧性研究伴随着城市抗震韧性的研究而出现并成为城市抗震韧性研究的基础，也是结构抗震理论和方法发展的新趋势。开展城市及建筑抗震韧性研究必将推动城市防灾减灾理论和结构抗震理论及方法的创新与发展，是国际防灾减灾领域最新的前沿课题，提高城市和建筑的抗震韧性已成为国际工程界的共识。文中在现有文献的基础上，总结和梳理当前城市及建筑抗震韧性研究的新进展，并对未来的发展趋势进行了探讨。

1 抗震韧性研究的理论基础

地震是一种自然现象，破坏性地震对城市和建筑会产生巨大的破坏而形成地震灾害。抗御地震灾害是人类社会永恒的话题。伴随着破坏性地震对城市和建筑的大量毁坏，人们对震害机理认识也在不断的深化，大量震害经验的总结和科学技术的发展逐步形成了各种结构抗震设计的理论和方法。结构抗震设计理论起源于20世纪初期，经历了静力理论阶段、反应谱理论阶段、动力理论阶段、基于性态的抗震设计理论阶段，21世纪初进入了基于韧性的抗震设计理念阶段。基于韧性的抗震设计理念源于韧性概念的应用，它的理论基础是霍林等提出的“适应性循环理论（adaptive cycle theory）”。

自从生态学家霍林将韧性的概念引入到生态学研究以来［1］，韧性的概念被广泛应用于自然科学和社会科学的各个学科领域，用来表示一个国家、社会、城市、建筑或生物种群等抗干扰的能力。尽管韧性概念的内涵和外延在不同的学科被不断的丰富和扩展，但其核心含义始终是指系统在不破坏基本组织、结构、功能的前提下，对压力、干扰或不确定性因素的抵抗、适应、恢复和提高的能力，这种能力可使系统保持可持续发展。2001年霍林等在其著作《Resilience and Adaptive Cycles Panarchy：Understanding Transformations in Human and Natural Systems》中首次将生态系统里韧性的概念应用于人类社会系统，并建立了“适应性循环理论”，用以描述社会-生态系统中干扰和重组之间的相互作用及其韧性变化［5-7］。必须强调，适应性循环理论，或称为适应性循环扰沌模型，是一切冠以韧性的研究领域的理论基础。这一理论认为系统在不断干扰下处于不断的动态变化中，它不断的重复着成长或开发（growth and exploitation）、守恒（conservation）、释放或创造性破坏（collapse and release）以及重组（renewal and reorganization）4个阶段的循环，这4个阶段也被称为利用阶段（exploitation phase）、保存阶段（conservation phase）、释放阶段（release phase）和重组阶段（reorganization phase）［8-10］，而这4个阶段不一定是连续或固定的，也不是一个单一循环，而是一个嵌套并相互作用的循环系统，包含着各种时空尺度和速度。基于这一理论框架，韧性被看成是系统的鲁棒性（robustness）或强健性和迅速性（rapidity）。系统的鲁棒性取决于系统在吸收和应对不确定性干扰时的强度。而迅速性则取决于系统重新达到新的稳定平衡状态时的组织韧性。例如，在一个地震易发区，韧性表现在震前的准备和震后的迅速恢复以及在新的状态下的可持续发展。城市或建筑以及基础设施的抗震能力、场地的抗震能力、防震减灾规划以及公众的防震减灾知识等都是城市或建筑强健性的表现；地震发生时快速响应，应急救援以及恢复重建等都是城市或建筑迅速性的表现；恢复重建后的城市或建筑是一种新的状态，未必需要恢复到与震前相同的状态，而是在比原来更稳定，抗震能力更强的新的状态下，具有可持续发展的新的城市或可继续使用的建筑。

无疑，适应性循环理论是我们理解城市和建筑抗震韧性的理论基础。如果把城市和建筑其视为一个系统，则在破坏性地震的冲击和干扰下，城市和建筑的抗震韧性主要表现在稳定性或称其为强健性和迅速恢复稳定状态的能力。根据适应性循环理论，城市和城市中的建筑自形成后将长期处于利用阶段、保存阶段、释放阶段和重组阶段的适应性循环过程中，城市和建筑的抗震韧性是其在这一循环过程中所表现出的与自身的稳定性，抵抗干扰、快速恢复重组的行为特征。通常，城市规划的越科学合理、城市中的建筑物和基础设施的建造质量越高、场地越稳定、地震地质灾害越少、抗震能力越强，则城市和建筑的抗干扰的能力越强，被干扰后恢复速度越快，在新的稳定状态下被利用的可能性越大并且恢复使用功能的造价也越低，对城市和建筑以及基础设施的影响也越小，则城市和建筑的抗震韧性就越高；反之，其抗震韧性就越低。

2 城市抗震韧性研究的进展

在人类社会发展的历史长河中，城市饱受地震灾害的蹂躏，大量的城市在地震中被毁灭，并造成了巨大的人员伤亡和财产损失，抗震防灾是人类社会永恒的话题。城市和城市中建筑物抗震能力的评价是韧性城市研究的核心内容，也是城市和建筑韧性评价的重要指标。抗震韧性（earthquake resilience）可以理解为工程结构、城市的基础设施、城市乃至整个社会在遭受地震干扰时维持或迅速恢复其功能的能力。建设抗震韧性城市的目标是使城市在罕遇地震时不会瞬时陷入混乱或受到永久性的损害。建造抗震韧性建筑就是保证建筑物在罕遇地震时不会瞬间毁坏，并能维持或迅速恢复使用功能。抗震韧性的本质是抵抗地震作用的能力和地震作用后恢复其使用功能的性质。早在21世纪初，中国地震局工程力学研究所谢礼立及其所领导的团队开始了城市防震减灾能力问题的研究工作［11-13］，已经蕴涵了抗震韧性的概念，实质上已开启了中国城市抗震韧性研究的先河。Bruneau［14］等提出韧性社区（resilience community）的概念，并将抗震韧性定义为降低地震风险，减轻地震破坏和缩短震后恢复时间的能力。2010年前后，美国的旧金山、纽约等城市陆续提出了“抗震韧性城市”的建设目标［15-16］。2017年，中国地震局将“韧性城乡”研究列为“国家地震科技创新工程”［17］。抗震韧性概念的提出，为破解城市防灾减灾难题提供了解决的思路，为韧性城市建设提供了有力的支撑，是韧性城市理论的重要组成部分，也是抗震设计理论发展的一个新阶段。

21世纪初期，伴随着韧性城市研究的深入开展出现了城市抗震韧性的概念，近年来，城市抗震韧性研究作为城市韧性研究的基础备受关注，已成为国际地震工程领域和城市规划领域研究的热点问题之一。2009年美国旧金山规划与城市研究协会（SPUR）率先提出了“抗震韧性城市的建设目标”［15］，主要内容包括：在遭遇中小地震时城市的基本功能不丧失，可以迅速恢复；在遭遇严重灾害时，城市应急功能不中断，不造成大规模的人员伤亡，所有人员均能及时完成避难，城市能够在几个月内基本恢复正常运行，城市可持续发展等。之后，美国纽约等城市也陆续提出了“抗震韧性城市的发展计划”［16］；2011年美国国家研究委员会提出的实现“国家韧性”的目标包含了提高城市抗震韧性的内容［18］；日本在2014年开始推动的“国土强韧化”计划；2015年，在日本仙台举行的第三次联合国减灾大会上把城市抗震韧性评价列为主要内容［19］；2017年，在全国地震科技创新大会上，中国地震局将“韧性战乡”研究列为“国家地震科技创新工程”的“四大计划”之一［20］，全面开启了我国城市抗震韧性研究的大幕；2018年中国灾害防御学会成立了“城乡韧性与防灾减灾专业委员会”，旨在开展城乡抗震韧性的研究。近年来，国内外有关抗震方面的学术会议大都设有城市抗震韧性研究方面的专题。城市抗震韧性研究的目的是用来指导城市的规划和建设，让城市更具有韧性，不断的提升城市抗御地震灾害的能力，使其可持续发展。城市抗震韧性的定义、评估的指标和评价的方法是城市抗震韧性研究的核心内容。

关于城市抗震韧性的定义，目前学术界还没有达成共识，只是在韧性、韧性城市和灾害韧性概念的基础上加以理解和描述，带有强烈的城市韧性和社区韧性的色彩。Bruneau［14］将社区抗震韧性定义为降低地震风险、减轻地震破坏和震后恢复时间的能力，并用鲁棒性（Robustness）、冗余性（Redundancy）、策略性（Resourcefulness）和快速性（Rapidity）来阐述社区的抗震韧性。翟长海等［21］认为，城市抗震韧性是指城市系统在受到地震影响时维特或迅速恢复其功能的能力，即一个城市在遭遇地震影响时，只要控制参数不超过一定的阈值，则依赖城市本身的功能即可使城市的系统特征及其运行模式保持或快速恢复到地震前的状态。其中，控制参数是指控制系统特性和运行模式的各种参数；阈值是指使系统能够保持韧性的最大控制参数。杨静等［22］对城市抗震韧性的定义是城市抗震韧性是指采用多种措施来增强城市防震减灾能力，增强区块、部门和维度间的联接，在遇到突发地震事件时或地震后，城市功能和社会经济发展不间断或快速恢复。郭迅等［23］认为，要实现韧性城乡的目标，核心是使城乡房屋建筑以及为交通、通讯和供电等系统服务的生命线工程具有很强的抗震能力，通俗地讲，这一目标可概括为“七级不坏，八级不倒”。可见，城市抗震韧性是城市抗御地震灾害的一种能力，这一点是学术界的共识，但对遭遇不同强度地震时城市的表现缺乏描述，对震后的社会适应性和可持续发展缺乏论述。文中在充分考虑韧性和韧性城市的概念以及地震发生不确定性的基础上，对上述关于城市抗震韧性的定义进行补充和完善。文中认为，城市抗震韧性是衡量城市抵抗、恢复和适应地震干扰破坏的能力，具有抗震韧性的城市需要采取多种抗震措施使城市在遭受多遇地震和常遇地震时无影响；在遭遇罕遇地震时无人员伤亡；在遭受极罕遇地震时社会不混乱，能够迅速恢复功能并在震后社会适应、可持续发展。这一目标可概括为“中小地震无影响，强大地震无伤亡，特大地震不混乱，震后恢复速度快，社会发展可持续”。实现这一目标可使城市能够承受住大地震的袭击而不会使城市社会陷入混乱或受到永久性的损害，是城市实现经济社会可持续发展的重要支撑。

城市抗震韧性的评估指标体系和方法是当前学术界正在积极探索的问题，也是城市抗震韧性研究的难点问题，这一问题的研究成果对指导建设抗震韧性城市具有重要的理论和实际意义。从现有的文献上看，有关城市韧性的评价指标和方法研究比较多［24-41］、针对城市抗震韧性评价的指标和方法少见。2009年旧金山湾区都市规划研究协会（SPUR）提出了建设具有地震韧性的旧金山湾区的目标［15］，其中设定了在“预期”地震下与韧性密切相关的抗震性能目标并定义了实现抗震性能的目标的若干指标。目前，多数研究集中在与城市抗震韧性研究的基本问题上［21-22］，也出现了有关建筑抗震韧性的评价指标和方法［42］。不可否认，关于城市灾害韧性和城市防震减灾能力的评价指标可以作为城市抗震韧性评价指标基础，但这与我们对城市抗震韧性的理解还有差距。因此，构建城市抗震韧性评价指标体系是学术界的重要研究课题，不能仅停留在概念和理论框架的讨论。从城市抗震韧性评价的某一方面做起也是十分必要的，如建筑的抗震韧性评价等。关于抗震韧性的评估方法，也有学者做了理论框架上的讨论。Bruneau等［14］提出了评估社区抗震韧性的理论模型，式（1）为该模型的数学表达式，

式（1）中，R表示社区抗震韧性能力损失指标；Q（t）是反映社区功能随时间变化的功能函数；t0和t1分别为地震发生与社区修复完成的时刻。理论上，按照式（1）根据社区在遭受地震后的破坏情况和震后的恢复过程可以给出社区韧性的评估结果，R越大，表示社区的抗震韧性越高。由于Q（t）和t1的确定遇到麻烦，因此这一模型只能停留在理论上。郭小东等［43］考虑防灾减灾的投入，对该模型做了改进；Walker等［44］也提出过类似的模型。总之，关于城市抗震韧性评估的指标体系的研究不够充分，特别是针对中国城市的抗震韧性评价指标体系的研究几乎是空白。

3 建筑抗震韧性研究的进展

建筑是城市的重要组成部分，地震造成的灾害大多由建筑物的破坏引起，因此，建筑物或称单体工程结构的安全对城市安全至关重要，城市抗震韧性研究必然涉及建筑的抗震韧性问题。从建筑抗震设计理论的发展和演化过程来看，基于韧性的抗震设计思想源于性态抗震设计思想，基于性态的抗震设计思想是根据建筑用途、重要性及设防水准制定性能目标进行抗震设计，使结构在未来可能发生的地震中具有预期的性态和安全度，从而将地震灾害损失控制在预期范围内，但这一方法没有关注震后结构的修复以及功能的恢复。2011年日本的“3.11”地震和新西兰基督城地震后，人们发现城市严重破坏后的重建时间长、恢复难度大、对社会影响严重。因此，抗震韧性问题开始受到关注；2012年FEMA提出了新一代建筑抗震性态评价方法FEMAP-58［45］，提出了韧性抗震的思想，奠定了城市建筑抗震韧性评定的理论基础。与基于性态抗震设计思想不同，建筑抗震韧性设计思想需要在满足性态设计要求的同时，考虑到震后结构的修复及功能的恢复，不仅考虑地震时结构的性态，更需要考虑结构在震后的恢复性；2013年，Arup公司提出了REDi体系，建立了建筑韧性评级系统［46］；2015年，美国可恢复功能理事会（USRC）成立，旨在推动工程建筑韧性评级的普及和实现韧性城市建设［47］；2020年，中国国家标准GB/T 38591-2020《建筑抗震韧性评价标准》开始实施［48］。这些工作都极大地推动了建筑抗震韧性评价工作的发展。必须强调，城市结构种类繁多，形式多样，当前的研究主要集中在建筑结构的功能可恢复上［49-50］，对生命线工程系统和地下结构抗震韧性研究还不够充分［51-53］，诸多问题尚待深入研究。

建筑抗震韧性是指建筑在设定水准地震作用后，维持与恢复原有建筑功能的能力［48］。维持是指建筑物能够保持原有的功能；恢复是指建筑经修复后其功能得以复原。建筑功能主要包括抗震安全功能，基本功能和综合功能，建筑抗震安全功能是指建筑在设定水准地震作用下，保障人员生命安全的性能；建筑基本功能是指满足建筑使用要求、维特其正常运行所必需的建筑性能；建筑的综合功能是指建筑维持其基本功能，并保持外现和内部装饰、装修完好的性能。建筑抗震韧性是用来衡量建筑抗御地震灾害能力的指标，尽管基于韧性的抗震设计思想尚不成熟，还没有纳入抗震设计规范，更没有经过地震的检验，但建筑抗震韧性的评估标准和方法对促进抗震韧性研究的发展、指导新建建筑和已有建筑的加固改造具有重要的意义。文中对目前有代表性的REDiTM评价体系和中国国家标准GB/T 38591-2020作简要介绍。

奥雅纳工程顾问公司（ARUP）联合有关部门在2013年共同开发了建筑抗震韧性评级框架体系（Resilience-based Earthquake Design Initiative for the Next Generation of Building，简称REDiTM）［46］，REDiTM利用地震后建筑物的修复时间、直接经济损失和人员安全性3个指标，将建筑的抗震韧性划分为白金级、金级和银级3个等级，表1列出了3个等级的具体评价标准。

表1 建筑抗震韧性分级（REDi TM）Table 1 Seismic resilience grade of buildings（REDiTM）

从表1可以看出满足白金级和金级目标的建筑物，地震风险性将大幅度减少，可实现震后立即重新使用，快速恢复功能及低水平的真接经济损失；满足银级目标的建筑物虽然不能立即重新使用，但损失大幅度减少，且功能恢复时间限制在6个月内。在建筑抗震韧性评价的过程中，首先对建筑在设计水平地震作用下的损伤状态进行评结，在对结构构件和非结构构件进行损伤状态评估的同时，还考虑了组织韧性和环境韧性等因素。要达到一定的级别，在组织韧性和环境韧性方面也必须满足一定的强制性标准。在REDiTM中还给出了提高组织韧性的方法和途径，以缩短建筑功能恢复的时间；规定了提高环境韧性，降低地震诱发的次生灾害对建筑物不利影响的措施，特别是规定了如何在结构分析和设计考虑场地条件的影响及采取的措施，按照REDiTM规定的金级目标，2017年在旧金山建造的181Fremout大厦被认为是美国西海岸最具抗震韧性的高层建筑，其性能标准超出了美国加州建筑规范CBC 2010对新建高层建筑的抗震目标要求［54］，但还没有经过强震的检验。

国家标准GB/T 38591-2020《建筑抗震韧性评价标准》［48］是由清华大学潘鹏主持编写的我国第一部抗震韧性评价标准，2020年2月1日实施。该标准吸收了国际先进的韧性评价方法，给出了适合中国国情的建筑抗震韧性评价方法，并采用星级制对建筑抗震韧性进行评级。该标准规定了建筑抗震韧性评价的主要内容，建筑损伤状态的判定方法，建筑修复费用、修复时间和人员伤亡的计算方法。利用不同地震水准下的建筑震后修复费用、修复时间和人员伤亡3个指标将建筑抗震韧性等级划分为1星、2星和3星3个级别并表示抗震韧性等级逐级提高。评价的方法是先计算修复费用、修复时间和人员伤亡指标，并规定3个指标应采用由蒙特卡洛模拟计算得到具有84%保证率的拟合值，分别利用3个指标进行不同地震水准下的指标等级的划分，表2、表3和表4分别列出了建筑修复费用指标等级、建筑修复时间指标等级和人员伤亡指标等级，在此基础给出建筑的抗震韧性等级。该标准规定，建筑抗震韧性等级应综合考虑建筑的修复费用、建筑的修复时间和人员伤亡3项指标的等级进行评价，取3项评价指标的最低等级作为该建筑的抗震韧性等级。

表2 建筑修复费用指标等级Table 2 Indicator grade of building restoration cost

表3 建筑修复时间指标的等级Table 3 Grade of building restoration time index

表4 人员伤亡指标的等级Table 4 Grade of casualty index

该标准在我国建筑韧性评价规范化的道路上迈出了第一步，对推动建筑抗震韧性科学研究和工程应用有重要的意义。但该标准与REDiTM相比，没有给出织韧性和环境韧性的规定和要求，特别是没有考虑场地条件对建筑抗震韧性的影响，这方面还需要进一步完善。另外，该标准有些计算方法也过于复杂，不利于推广，应给出一套软件系统，以便工程应用。

实现建筑抗震韧性是实现城市抗震韧的基础，对提升建筑对地震风险的影响能力、适应能力和恢复能力至关重要。建筑抗震韧性研究和发展面临着机遇和挑战，随着经济的发展，我国具有世界上无与伦比的宏大规模的工程建设，为抗震韧性研究和工程实践提供了前所未有的机遇，抗震韧性研究是当前国际地震工程界前沿课题，也为我们创造了优良的学术氛围；但是影响建筑抗震韧性的因素十分复杂以及地震发生的不确定性，建筑抗震韧性的理论研究和工程实践也面临着巨大的挑战。

4 城市和建筑抗震韧性的研究展望

城市和建筑抗震韧性研究涉及诸多学科，是一个复杂的、难度较大的科学和工程命题。破坏性地震是城市和建筑面临的主要自然灾害之一，抗御地震灾害历来受到学术界和工程界的高度重视。尽管基于韧性的抗震设计理念代表着结构抗震未来的发展方向，提高城市和建筑的抗震韧性能力是国际工程界的共识，也是当前国际防震减灾领域的最新前沿课题，但由于起步较晚、困难较大，若干问题需要深入的研究和探索。

（1）在基础理论研究方面，需要正确的理解和深入的探索韧性、城市韧性、抗震韧性、城市抗震韧性和建筑抗震韧性的概念，全面准确的厘定和给出这些概念定义和内涵，正确的描述和刻画城市和建筑的抗震韧性行为和表现，深入研究和探索基于韧性抗震设计的理论基础和设计方法的基本框架，建立完善的基于韧性的抗震设计理论体系和应用于实际工程的设计方法。在深入研究和探索的基础上，力争在这些基本问题上初步达成共识，为基于韧性的抗震设计理论的设计方法的工程应用奠定坚实的理论基础。

（2）在推进抗震韧性工程应用方面，需要研究的工作主要有6个方面：1）需要认真总结结构的震害经验，梳理和归纳出建筑不具有韧性的原因，从中得出应该如何使建筑具有韧性。郭迅等［23］根据汶川特大地震结构破坏的调查结果认为，建筑物和各类基础设施遭到地震破坏的原因除地质灾害外，主要是建筑物的抗震防设防标准过低或设计不合理，使其抗震能力不强，将其概括为建筑结构上的“散、脆、偏、单”，这是设计上的“人为失当”。总结震害经验是结构提高抗震设计水平和抗震能力的根本途径；2）要加强基于韧性的建筑抗震设防目标和设防标准的研究，确定城市和建筑抗震韧性的阈值和安全空间，这是开展建筑抗震韧性设计的基础。城市和建筑抗震设防的核心内容之一是制定合理的抗震设防标准并在建设实践中实施，设防标准的制定主要包括设防原则、设防目标、设防环境、设防参数、设防水准和设防等级的制订等，针对基于韧性的抗震设计理论的设计方法制定设防标准是实现城市和建筑抗震韧性目标的关键；3）大力开展功能可恢复的建筑材料和结构新体系的研究，为提高建筑的抗震韧性提供了技术支撑。从韧性抗震设计的含义可以看出，强调结构的功能恢复是基于韧性抗震设计最显著的特点，功能可恢复材料和结构新体系的研究是基于韧性抗震设计的基础，也是实现韧性抗震设计保障；4）开展城市和建筑场地抗震韧性的研究，场地是城市的用地环境，是建筑的依托体，建筑的抗震韧性离不开对场地韧性的评价。从目前已有的资料看，世界各国的抗震设计规范无一不对场地的抗震设计做出规定，目前，场地抗震韧性的研究在国内外还是空白，开展场地抗震韧性的研究是基于韧性抗震设计不可回避的问题；5）针对我国地震重点监视防御区开展城市和建筑抗震韧性的示范研究，选择若干城市和不同的建筑按照基于韧性的抗震设计理论的设计方法进行设计，为抗震韧性设计提供工程经验；6）加快制定有关城市和建筑抗震韧性设计的技术标准，为抗震韧性设计提供技术依据。

（3）在已有城市和建筑的抗震韧性评价方面，需要认清城市和建筑面临的地震风险、场地条件建筑物和基础设施的现有的状况，科学地确定评价的指标、建立合理的评价方法和评估模型。在建立抗震韧性评价指标时，要充分考虑影响城市和建筑抗震韧性的各种因素，既要考虑城市的规划布局、单体结构、基础设施、场地条件和地震动强度工程因素，又要考虑城市的地震预测预报和预警能力、城市地震应急能力和应急预案的完备性、城市的社会经济发展水平、公众的地震科普知识水平等的非工程因素。同时，还要考虑各个因素之间的耦合关系，科学地评价城市和建筑的抗震韧性。通过已有城市和建筑的抗震韧性评价，给出提升城市和建筑抗震韧性的措施，推动城市防震减灾能力和可持续发展潜力的提升。

（4）在关键科学问题研究方面，城市和建筑抗震韧性的科学定义及其理论体系、基于抗震韧性的城市和建筑抗震设防标准、城市地震动的估计以及地震动场的时空分布与场地条件的关系、复杂地震环境下城市建筑及重大基础设施破坏机理、城市工程系统间依存机理及抗震韧性耦联机制、城市和建筑抗震韧性评价体系和评价模型、城市工程系统震后的功能恢复和抗震韧性提升及优化设计方法、功能可恢复材料和结构新体系的研究等是当前城市和建筑抗震韧性研究的关键科学问题。

5 结语

基于韧性的抗震设计理念代表着当前结构抗震领域的前沿方向，城市和建筑抗震韧性研究作为城市韧性研究的基础和减轻城市地震灾害的重要措施备受关注，已成为国际地震工程领域和城市规划领域研究的热点问题之一。我国城镇化进程发展迅速，地震安全问题严重威胁我国“新型城镇化”战略的实施，已成为制约城市可持续发展的突出问题，提高城市、建筑、基础设施乃至整个社会系统的抗震韧性是推动城市可持续发展和安全稳定的重要途径，这已成为国内外结构抗震、防震减灾以及城市规划等领域的共识。由于城市系统的复杂性和地震发生的不确定性，这一领域的若干科学问题还尚不明晰，亟待深入的研究和探索。但必须看到，城市和建筑地震安全的需求为这一领域的研究提供了广阔的空间和巨大的动力，城市和建筑抗震韧性研究必将极大地推动结构抗震和城市防灾减灾工作的创新和发展。