建筑物震害預(yù)測(cè)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(lái)一直在威脅和危害著人類(lèi)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(duì)保障國(guó)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(kāi)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(cè)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(duì)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(duì)

2、現(xiàn)有震害預(yù)測(cè)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(duì)這些震害預(yù)測(cè)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(cè)方法編寫(xiě)了通用的計(jì)算程序，開(kāi)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(cè)；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(cè)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(lèi)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(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的震害預(yù)測(cè)方法做了較為系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，并對(duì)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(guó)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(cè)方法，編寫(xiě)了通用的計(jì)算程序，開(kāi)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(yǔ)言VisualC++6.0編寫(xiě)，可以對(duì)各類(lèi)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(cè)和評(píng)估。系統(tǒng)主要有三個(gè)功能，即計(jì)算功能、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)功能和視圖功能。利用計(jì)算功能可以對(duì)前述八類(lèi)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(lèi)，通過(guò)ODBC方法實(shí)現(xiàn)對(duì)Access數(shù)據(jù)庫(kù)的存?。焕貌樵?xún)統(tǒng)計(jì)功能可對(duì)計(jì)算結(jié)果按結(jié)構(gòu)類(lèi)型及其所發(fā)生的震害等級(jí)進(jìn)行查詢(xún)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(duì)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(mǎn)足現(xiàn)有建筑物的群體震害預(yù)測(cè)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(duì)抽樣的18000多棟不同類(lèi)型建筑物在6～10度地震作用下的震害等級(jí)、人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的預(yù)測(cè)，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(cè)工作存在對(duì)不確定信息和數(shù)據(jù)的處理問(wèn)題。本文將近年來(lái)日益受到人們關(guān)注的數(shù)據(jù)挖掘(DM)和數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)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(cè)工作中，提出了基于粗糙分類(lèi)的群體震害預(yù)測(cè)方法，并通過(guò)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(duì)近似約簡(jiǎn)算法和基于信息熵的震害因子啟發(fā)式約

7、簡(jiǎn)算法。該法在基本不改變震害預(yù)測(cè)結(jié)果的前提下，將冗余的或不必要的因子約簡(jiǎn)掉，從而使震害預(yù)測(cè)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(cè)方法和基于屬性重要性的相對(duì)近似約簡(jiǎn)算法以及基于信息熵的震害因子啟發(fā)式約簡(jiǎn)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