基于结构地震反应的区域建筑地震易损性评估方法及应用研究

【摘要】：在灾害发生前事先做出灾害评估,将事后的被动抗灾提前到主动预防,可以避免重大人员伤亡和经济损失。步入二十一世纪后,我国城市化进程加快,但目前关于城市区域建筑群地震易损性评估的研究尚且不多,如何选用合理的结构地震反应参数指标来定量评估群体建筑的易损性,值得进一步研究。本文将改进层次分析法和模糊综合评价法结合,选用典型评价指标因子,以层间位移角等工程结构反应参数指标贯穿全文,研究城市区域群体建筑抗震性能,为区域抗震提供合理参考。本文主要研究内容和结论如下:(1)本文将地震损失评估方法和易损性评价方法加以区分,并进行系统性总结归纳,选用合适的易损性评估方法,将评价方法与结构地震反应参数结合,应用于城市区域建筑群的地震易损性评估。(2)以层间位移角作为结构地震反应参数指标,进行钢筋混凝土结构的地震易损性分析。根据层间位移角与框架结构破坏程度的关系,研究建筑结构震害指数与破坏状态的对应关系,用破坏状态概率值计算平均震害指数,以此评估建筑群地震易损性。(3)建立减灾型区域易损性评价层次结构模型,以减灾型社区地震易损性分析为算例,综合选取人口文化、社会经济、生态环境和公共管理指标因素,利用改进层次分析法计算指标因子权重,采用MATLAB软件进行一致性检验,建立易损性等级评判标准,分析评判指标因子易损性强弱,为社区防灾减灾措施提出针对性建议。(4)进行区域建筑群直接经济损失评估。以层间变形能力为参数,建立结构地震反应的概率密度函数,基于单体建筑地震灾害经济损失的预测,综合考虑时间动态性因素和破坏状态连续性因素,提出一种改进的框架结构群体建筑直接经济损失计算公式。研究证明,该方法适用于利益相关者进行决策,预测方法具有应用价值。(5)以FEMA-P58为研究背景,综述建筑抗震性能评估流程,以建筑倒塌造成的人员伤亡为研究基础,建立倒塌—人口模型,详细阐述等效连续居住(ECO)模型理论及计算公式,研究证明FEMA-P58方法更具有现实应用价值。(6)采用基于单体建筑震害等级评判的区域群体建筑震害的易损性分析方法,以改进层次分析法计算震害因子权重,嵌入多级模糊综合评价模型,根据择近原则确定建筑群破坏等级,以此推导群体建筑震害破坏状态概率,判别结构抗震性能,为以后区域建筑群易损性评估的应用提供参考。