基于不同破坏指数的建筑物震害预测不确定性分析

结构地震破坏指数是将结构地震破坏程度进行量化的指标,其应用领域十分广泛。本文针对建筑结构震害预测工作,选取了7种典型的破坏指数,分别以5层和17层钢筋混凝土结构为模型,计算了在给定地震动作用下,结构模型对应于每个破坏指数的结构震害等级。计算结果表明:由于选取的破坏指数以及相应的破坏等级划分不同,建筑物的震害预测结果会存在较大的差异,尤其在接近设防烈度的地震作用下,建筑物的震害预测结果存在很大的不确定性。     

城市建筑物震害三维模拟在GIS中的应用

将地理信息系统(GIS)技术用于震害预测在国内外都有较为广泛和成熟的研究。大多数的研究都是基于二维GIS技术的应用,以图表的形式显示震害预测结果,不能够直观地显示建筑物空间特征。本文以砖混结构建筑为例,总结了不同震害等级的震害特征,将提取的震害特征和建筑物纹理合成,利用Google SketchUp三维建模和ArcGIS Engine开发实现震害三维显示。本文给出了利用三维模拟技术在震害预测研究中的一种方法和思路,旨在为震后应急救援、虚拟救援训练和地震科普教学等方面提供帮助。     

城市建筑物震害三维模拟在GIS中的应用

GIS technology has been applied to building damage analysis around the world. However, most previous studies focused on the application of 2-D GIS technology, and the results from traditional earthquake damage prediction are displayed in 2-D figures and charts, which is incapable of demonstrating the 3-D spatial characteristics of buildings. Taking brick-concrete building as an example, we study the characteristics of building damage, and effectively combine the information of building textures and earthquake damage. Then, we apply Google SketchUp techniques to create building models and display them with seismic damage texture in the ArcGIS Engine software development environment. In this paper we propose a solid idea for 3-D simulation of earthquake damage, which is helpful in earthquake damage prediction, virtual emergency rescue practice and earthquake knowledge education.     

基于抗震性能普查数据的城区群体建筑震害预测初探

采用孙柏涛等人提出的基于已有震害矩阵模拟的群体震害预测模型,在广东省防震减灾"十一五"重点项目"重点监视防御区县级以上城市建(构)筑物抗震性能普查"数据的基础上,对已做过震害预测城市(区)与普查城市在设防标准、建筑年代、地上层数、建筑用途及平面形状等五方面进行相似度计算,最后得出普查城市的震害矩阵,对比分析结果表明,应用该方法对群体建筑物实施震害预测是可行的。     

点支式玻璃建筑结构地震损伤评估模型研究

地震对建筑结构的损伤轻则影响建筑完整性,重则导致建筑崩塌。近几年,地震损伤评估问题得到地震工程研究领域的高度重视,但对点支式玻璃建筑结构的损伤评估研究较少。为此,构建一种点支式玻璃建筑结构地震损伤评估模型。采用基于HHT变换的结构损伤部位识别方法判断地震中点支式玻璃建筑损伤部位,建立点支式玻璃建筑结构地震损伤评估多元联系数模型,评估点支式玻璃建筑损伤部位的损伤情况。结果表明,该评估模型对某地区点支式玻璃建筑结构地震损伤评估情况与实际结果一致,且该模型可控性较强,评估范围全面,评估效率明显优于其他评估模型,应用价值较高。     

保定市典型多层砖混结构震害预测分析

将保定市42栋典型多层砖混结构分别按照年代、用途、层数分类,采用结构易损性方法进行震害预测分析,得出各自震害矩阵,并以平均抗震能力指数评价其抗震能力。分析结论可为保定市多层砖混群体震害预测提供参考。     

基于MATLAB神经网络方法的多层砖房震害预测

提出利用MATLAB人工神经网络工具箱建立基于贝叶斯正则算法的BP神经网络模型,以地震区多层砖房震害调查数据为因子的震害预测方法.神经网络模型输入震害因子包括建筑的层数、施工质量、房屋整体性等,输出值为建筑物在地震作用下的破坏程度.结果表明,本方法可以对多层砖房的震害样本进行预测并达到较理想的效果.     

粗集神经网络在建筑物震害预测中的应用

将粗糙粗集理论和神经网络原理结合起来,建立了基于粗集-神经网络的建筑物震害预测模型.首先运用粗糙集理论,根据原始样本建立决策表进行属性离散化、属性重要性排序、属性约简和分类规则的提取;然后将所提取的关键成分作为神经网络的输入练模型.实例研究表明,基于粗集-神经网络的多层砖房震害预测结果与实际震害基本吻合.该模型简化了神经网络结构,提高了训练速度和分类精度,还能对各因素对房屋震害的影响度进行分析.     

基于最小二乘支持向量机的城市桥梁震害预测模型研究

针对地震中城市桥梁震害状态具有较强的非线性、复杂性的特点,采用了具有RBF核函数的最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法。在大量收集我国地震中城市桥梁震害资料的基础上,将此算法引入桥梁的震害预测中,选取了地震烈度、上部结构、地基失效程度、支座类型、墩台高度、桥梁跨数和场地类别等因素作为模型的特征输入向量,建立了最小二乘支持向量机的桥梁震害预测模型。通过反复地样本训练及模型参数设置,仿真结果表明,该方法具有一定的准确度和可行性。基于最小二乘支持向量机的桥梁震害预测方法是一种可以用于地震中桥梁震害预测的良好方法。     

强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能评估模型

现阶段针对建筑复合节能墙体的抗震性能评估主要根据强震发生后墙体损毁程度实现,评估结果精确度低,因此构建强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能评估模型,根据复合节能墙体构件的强度和刚度退化系数,描述强震环境下建筑复合节能墙体损伤情况;在此基础上,采用动态增量分析法(IDA)在不同强度地震动输入条件下,根据建筑复合节能墙体结构响应参数和地震动强度参数构建2种参数的关系曲线——IDA曲线,利用R-O单一函数曲线规则化IDA曲线,获取IDA概率分位曲线,并将50%概率分位曲线斜率用于描述墙体结构损伤的变化,该曲线斜率则为墙体结构损伤指数,依据该指数准确评估强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能。实验结果表明,所构建模型可准确分析不同峰值地面加速度时建筑复合节能墙体结构的位移变化,且模型随地震等级不断提升,评估建筑复合节能墙体抗震性结果精度逐渐提高,是一种适合强震环境的建筑复合节能墙体抗震评估模型。     

基于AdaBoost算法的多层砖房震害影响因素评估

多层砖房是最常用的结构形式之一,对其进行震害预测尤为重要,选择合适的影响因素是震害预测中最重要的环节之一。本文基于AdaBoost算法对多层砖房震害影响因素进行评估,给出影响因素重要度排序,并将结果与灰色关联分析法进行比较。研究发现结构合理性、地震峰值加速度、砖墙面积率和场地条件对多层砖房震害影响最大,因此在多层砖房震害预测中应优先考虑这4个因素,并在结构设计建造过程中予以足够重视。     

混凝土高层建筑结构地震破坏抗毁能力评估

提出基于构件性能的混凝土高层建筑结构地震破坏抗毁能力评估方法,采用强度与延性法分析混凝土高层建筑构件强度和变形,以对强震作用下混凝土高层建筑结构性能实施准确描述。基于建筑结构性能以及多条地震波情况下高层建筑结构倒塌极限状态的分析规范,采用IDA方法设置建筑结构抗倒塌能力系数,并依据该系数获取基于构件性能的混凝土高层建筑结构地震破坏抗毁能力评估流程,实现建筑结构地震破坏抗毁能力的准确评估。实验结果说明,所提方法实现了混凝土高层建筑结构地震破坏抗毁能力的准确评估。     

中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究

抗震性能是建筑设计中的一项重要指标,需要对地震作用下的建筑结构动力弹塑性损伤情况进行分析。提出一种中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究方法。从有效应力与Cauchy应力张量\,建筑材料损伤演化方程等方面对弹塑性损伤模型基本原理进行分析,以此为理论基础,分析建筑材料应变率与建筑结构损伤能释放率的相关关系,通过Bonora损伤模型获取失效建筑材料损伤指数,并计算整体建筑结构构件损伤指数,以建筑材料损伤指数和建筑结构构件损伤指数为依据,完成中强地震下的建筑结构动力弹塑性损伤模型构建。利用实例进行分析,地震加速度值为0.3g的情况下,该模型的建筑结构相对位移时程曲线与实际位移曲线拟合度较高,且具有较好的建筑结构动力弹塑性损伤模拟精度,表明该模型具有一定的可行性。     

基于BIM的建筑地震受损程度评估模型设计

由于在变形和累积耗能的建筑地震受损程度评估模型,是将建筑划分为五个状态水平,未研究建筑环境性能,评估结果误差较大。因此设计基于BIM的建筑地震受损程度评估模型,采用基于BIM的建筑环境研究与评估方法,考虑建筑环境性能,基于这个思路,依据混凝土单轴Mazars损伤模型,获取三轴状态中的损伤演化方程,得到应变大于损伤阈值时损伤演化方程增量形式,构建混凝土损伤评估模型。经实验证明,所设计模型在地震峰值加速度小于0.31g时,建筑结构大致无缺,在峰值加速度是0.61g时,建筑地震受损指数超过0.8,建筑倒塌;所设计模型评估的平均误差低于0.03,平均评估时间是2.86 s,说明所设计模型能够有效评估建筑地震受损程度,且精度和效率较高。     

多因素影响的建筑物群体震害预测方法研究

为了简化震害预测工作,提出了一种多因素影响的建筑物群体震害预测方法。首先,将已有数据库中的资料按不同相似度进行分类,从中选取所需要的样本数据。然后将所选取的样本数据按不同影响因素分类,分别求出考虑各影响因子下的震害矩阵,再由房屋普查资料得出预测区考虑各影响因素时各影响因子下的房屋的建筑面积,并将建筑面积比例作为各影响因子的权重,最终得出预测区某种结构类型整体的震害矩阵。利用文中方法建立了厦门市多层砌体结构的震害矩阵,与厦门市采用单体抽样法得出的震害矩阵相比较,其平均震害指数最大差值不大于0.041,验证了此方法的可行性。     

埋地管道震害预测方法简述

埋地管道是城市生命线工程的重要组成部分,在地震时较易发生震害。影响埋地管道在地震中破坏特点的因素,主要是强烈的地面运动或场地失效以及管材、管径等因素。研究方法以基于经验统计的方法在实际应用中比较多。本文分别对基于理论计算和经验统计的震害预测方法进行了简述和比较,最后提出了基于综合概率的埋地管道分析预测模型。     

2018年9月8日云南墨江M5.9地震震害综述

2018年9月8日10时31分29秒,云南省墨江县(23.28°N,101.53°E)发生M5.9地震。根据现场调查情况,详细阐述地震灾区房屋建筑结构特点、房屋建筑及生命线工程震害特征,给出房屋建筑震害矩阵,对其震害成因进行分析,并与省内近年相似震级的地震震害进行对比分析,结果表明:本次地震波及范围广、总体震害轻、无人员死亡、地质灾害轻。     

基于BP神经网络模型的多层砖房震害预测方法

针对传统的基于地震烈度的建筑物震害预测方法的不足,本文以地震动峰值加速度作为建筑物震害预测的地震动指标,结合几次大地震中多层砖房的震害实例,提出了一种基于BP神经网络模型的建筑物震害预测方法,模型的输入为反映结构抗震性能的各类物理参数,输出为给定地震动峰值加速度下建筑物破坏状态的概率。研究表明:基于BP网络模型的多层砖房的震害预测结果与震害实例的实际情况比较吻合,本文的思路和方法可推广于其他不同类型的建筑结构的震害预测。     

基于震害预测的动态震害矩阵方法研究

基于时间因素(材料内部作用、荷载作用和环境影响)和事件因素中的地震因素和抗震加固,通过结构可靠度理论研究和结构材料与构件的试验分析,结合现有的结构动态抗力函数以及不同极限破坏状态和结构抗力之间的对应关系,建立结构的动态易损性。研究事件因素中的拆迁和新建对城市建筑结构数量和类型的影响,以及未来城市不同结构类型的变化特点,给出未来城市的动态震害矩阵;研究群体震害矩阵的异地应用和事件因素中拆迁和新建建筑对震害矩阵的影响,在已有震害预测城市的建筑结构基础资料上,应用模糊数学中可信度方法,形成目标城市的动态震害矩阵,有利于进行结构的抗震设防和地震风险分析。     

基于BP神经网络的有限特征参数砌体结构震害等级推演

详细的建筑结构特征参数是得到合理地震易损性分析结果的基础。本文给出了一种结合已有地震易损性分析成果,在具备有限特征参数的情况下,利用BP神经网络进行单体或群体结构震害等级推演的方法。以陕西省渭南市607栋设防砌体易损性评估结果为样本构建了一个3层BP神经网络模型,并对北京市海淀区近2万栋设防砌体不同地震烈度下的可能破坏状态进行推演,结果能够反映区域本地化特征,也与抗震设计目标和震害案例相符。该方法适用于少量特征参数下单体或群体结构的快速震害等级推演,可为相似烈度地区的建筑结构风险评估提供参考。