建筑物震害預(yù)測方法及抗震加固策略研究.pdf

1、地震由于其突發(fā)性、不確定性和巨大的破壞性，有史以來一直在威脅和危害著人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全。做好抗震防災(zāi)工作，不僅能減輕震害損失，而且對保障國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)穩(wěn)定也將起到積極作用。隨著城市抗震防災(zāi)規(guī)劃工作的廣泛開展和不斷深入，作為其編制依據(jù)的基礎(chǔ)性研究工作之一的城市現(xiàn)有建筑物的震害預(yù)測方法及其抗震加固策略研究日益受到地震工程界的重視，對有關(guān)理論方法和技術(shù)進(jìn)行深入研究具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，對

2、現(xiàn)有震害預(yù)測方法進(jìn)行了較為全面的總結(jié)和分析，并參照現(xiàn)行規(guī)范對這些震害預(yù)測方法中的一些參數(shù)做出了修正；利用修正后的震害預(yù)測方法編寫了通用的計(jì)算程序，開發(fā)了建筑物易損性分析系統(tǒng)，并應(yīng)用于某城市建筑物的震害預(yù)測；基于粗糙集理論和最優(yōu)控制理論，探討了新的建筑物震害預(yù)測方法及其抗震加固策略。 1.本文將在役結(jié)構(gòu)按其所用的材料和主體結(jié)構(gòu)分為八種不同的類型，即(單)多層磚結(jié)構(gòu)、(單)多層石結(jié)構(gòu)、單層混凝土柱廠房、單層磚柱廠房、鋼筋混凝土框架、

3、框剪房屋、老舊民房及木結(jié)構(gòu)房屋，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和地震作用下的破壞機(jī)理，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的震害預(yù)測方法做了較為系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，并對方法中有關(guān)結(jié)構(gòu)承載力和抗力計(jì)算的某些參數(shù)，參考我國現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)》，進(jìn)行了調(diào)整和修正，使之更加完善和符合工程實(shí)際； 2、利用改進(jìn)的震害預(yù)測方法，編寫了通用的計(jì)算程序，開發(fā)了建筑物易損性分析計(jì)算系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言VisualC++6.0編寫，可以對各類建

4、筑物在6～10度基本烈度地震作用下可能發(fā)生的震害(包括經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡損失)進(jìn)行預(yù)測和評估。系統(tǒng)主要有三個(gè)功能，即計(jì)算功能、查詢統(tǒng)計(jì)功能和視圖功能。利用計(jì)算功能可以對前述八類結(jié)構(gòu)的易損性進(jìn)行計(jì)算和分析。該功能的每一個(gè)計(jì)算模塊均以CRecordSet為基類，通過ODBC方法實(shí)現(xiàn)對Access數(shù)據(jù)庫的存取；利用查詢統(tǒng)計(jì)功能可對計(jì)算結(jié)果按結(jié)構(gòu)類型及其所發(fā)生的震害等級進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，得到每一個(gè)易損性單元的震害矩陣；視圖功能是對前兩部分所做的計(jì)

5、算和統(tǒng)計(jì)形成可視化的界面，實(shí)現(xiàn)所有計(jì)算結(jié)果和統(tǒng)計(jì)結(jié)果的顯示輸出。該程序功能比較完善，基本可以滿足現(xiàn)有建筑物的群體震害預(yù)測的需求； 3、將前述研究成果應(yīng)用于某城市抗震防災(zāi)規(guī)劃工作，實(shí)現(xiàn)了對抽樣的18000多棟不同類型建筑物在6～10度地震作用下的震害等級、人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的預(yù)測，找到了該城市在抗震方面存在的薄弱環(huán)節(jié)，并提出了相應(yīng)的整改措施和抗震加固方案，指出了一些需注意的事項(xiàng)； 4、鑒于城市建筑物數(shù)量巨大，影響其震害的因

6、素諸多、不確定性很大，且諸影響因子的重要性不同，有些因子甚至是冗余的，因此震害預(yù)測工作存在對不確定信息和數(shù)據(jù)的處理問題。本文將近年來日益受到人們關(guān)注的數(shù)據(jù)挖掘(DM)和數(shù)據(jù)庫知識發(fā)現(xiàn)(KDD)中一種新型的軟計(jì)算方法&粗糙集理論，應(yīng)用到了震害預(yù)測工作中，提出了基于粗糙分類的群體震害預(yù)測方法，并通過算例驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性； 5、應(yīng)用粗糙集理論，提出了基于屬性(震害因子)重要性的相對近似約簡算法和基于信息熵的震害因子啟發(fā)式約

7、簡算法。該法在基本不改變震害預(yù)測結(jié)果的前提下，將冗余的或不必要的因子約簡掉，從而使震害預(yù)測的前期數(shù)據(jù)采集和后期數(shù)據(jù)處理工作量明顯降低。因此，本文提出的基于粗糙集理論的群體震害預(yù)測方法和基于屬性重要性的相對近似約簡算法以及基于信息熵的震害因子啟發(fā)式約簡算法不僅具有較大的理論意義，而且具有較好的應(yīng)用價(jià)值； 6、考慮建筑物抗力的時(shí)變衰減特性和地震發(fā)生時(shí)間及強(qiáng)度的非平穩(wěn)性，基于最優(yōu)控制理論，建立了現(xiàn)有建筑物抗震加固策略的動(dòng)態(tài)決策模型，并