考虑结构-土-结构相互作用的区域建筑群震害评估

建筑群震害评估计算对城市区域地震损失评估和震后快速援助救灾有着重要意义。考虑到地震中建筑物相互作用对震害的影响,进行考虑结构间相互作用的区域建筑群震害评估计算。在已有的基于结构—土—结构动力相互作用(SSSI)分析的简化离散模型基础上,扣除基础转动对输出响应的影响,引入基础上部建筑结构非线性多自由度模型,得到考虑SSSI的简化的非线性多自由度离散模型,建立考虑SSSI的区域建筑群震害评估方法。以四川大学望江校区的建筑群在汶川地震中的震害评估为例,采用该方法对该校区建筑群在汶川地震中的震害进行评估计算。同时,也对未考虑SSSI情况下的该校区建筑群震害进行计算。运用HAZUS对建筑群在汶川地震中的震害进行计算。通过对比分析实际震害调查数据、HAZUS震害计算结果和本文建筑群震害计算结果可知,相比HAZUS震害计算结果,本文建筑群震害计算结果更接近实际震害调查数据;与未考虑SSSI的建筑群震害计算结果相比,考虑SSSI的建筑群震害计算结果精确度更高,更能反映建筑群的实际震害情况。     

城市建筑群地震灾害风险评估技术探索及应用

地震灾害风险评估是开展风险治理和隐患排查的重要手段,在分析研究国内外地震灾害风险评估研究现状的基础上,开展地震工程多学科的交叉研究,综合考虑震源破裂过程、地震动传播路径、场地条件、建筑结构地震响应等因素,构建城市建筑群地震灾害风险评估体系;以嘉兴市为研究示范区,基于设定地震和多概率地震危险性水平开展城市群体建筑结构地震时程反应分析及震害模拟,构建城市建筑群地震灾害可视化分析平台。该项研究旨在探索城市地震灾害风险评估的有效方法,为地震灾害风险管理提供科技支撑。     

建筑物震害空间分布模拟GIS方法

提出了一个基于GIS技术的建筑物震害空间分布模拟方法，该方法首先利用GIS的模拟活化技术把地震影响场，建筑震害预测等分析模型形成可供空间分析使用的二次数据，并纳入城市基础数据库之中，构成综合基础数据库。然后利用GIS把多重空间数据进行空间复合，给出城市建筑物震害的空间分布及其统计特征，并识别出城市建筑物的重灾区。最后利用东营市建筑区为例，说明该方法的实用性和有效性。     

土-框架建筑群动力相互作用有限元模拟分析

城市建筑越高越密集的发展趋势,对土-高层建筑群的相互作用分析提出了新的理论课题。本文以Davidenkov地基模型作为本构模型,并运用振动台实验实测数据验证该本构模型模拟黏性土动力响应的准确性。在此基础上,运用ANSYS建立土与建筑群动力相互作用的有限元模型,上部结构设计为框架结构,分析土与高层建筑群的动力相互作用对上部结构动力响应的影响,并与单体建筑进行对比。然后改变模型参数,分析上部结构间距和上部结构数量对建筑群动力响应的影响。计算表明,在土-建筑群相互作用体系中,群效应对上部结构的动力响应有影响,群效应使得群内建筑三层以上楼层的绝对加速度峰值、速度峰值都减小,并且平行于震动方向以及中间建筑受群效应影响更为明显;同时,在三层以上时,随着间距的增大,群效应越来越小,随着上部结构的增多,群效应越来越大,但上部建筑不同的布置方位也可能导致不同的结果。     

基于CityEngine的城市建筑群三维震害模拟研究

对北川县城851栋建筑物的震害资料进行了现场调查,建立了建筑物震害数据库。提取了建筑物不同部位的纹理特征,建立了纹理特征数据库,编写了建筑物三维建模的流程和规则。基于CityEngine平台快速批量地建立了北川县城851栋建筑物的三维模型。采用遥感影像和DEM数据建立了北川县城区域的三维地形,结合建筑物三维模型构建了汶川地震前北川县城的场景。采用建筑物单体震害预测方法,计算分析了不同结构类型建筑物在不同地震烈度(Ⅵ~Ⅺ)下的震害指数和破坏等级。在CityEngine平台中用不同颜色渲染建筑物描述其破坏等级,建立了北川县建筑群三维震害场景。结果表明CityEngine三维快速建模技术比传统3ds Max三维建模技术效率更高,结合单体震害预测方法,可以快速模拟大规模建筑群三维震害场景。     

基于人口统计数据的区域震害快速评估方法

在进行大规模城乡震害预测工作中, 需要使用与传统预测方式不同的新模型及新方法, 以便实现震害快速预测. 利用容易得到的人口统计数据中的人口及建筑抽样信息,通过建筑物分类,在已有的城市建筑震害基础上采用类比方法进行建筑物易损性分析,给出了人口数据及灾害损失的关系模型. 利用该模型建立福建省区域范围的建筑物不同结构平均易损性矩阵,按经济条件给出结构不同年代易损性矩阵调整系数,并建立地震灾害快速评估系统. 应用结果表明, 基于人口统计数据方法进行城乡区域尺度的地震震害评估模型, 具有投入少、 数据自动预测、定期更新且易于获取等优点.      

结构模型的三维分析及模型结构地震反应的可靠度

为了精确地评估强地面运动作用下钢筋混凝土（RC）结构和抗震性能和震害，通常要建立复杂的分析模型，进行三维非线性分析。日本震害减轻研究中心的学者正和加拿大不列颠哥伦比亚大学的学者合作开发可靠的分析模型，以便研究建筑的抗震性能，一种三维非线性动力分析计算机程序正被用于分析结构的地震反应和震害机制。通过考察仪器、记录了建筑物的地震运动反应，验证了分析模型和电算程序的可靠性。本文讨论了电算程序的性能，并且展示了用以建立某个建筑物计算模型的电算模拟技术，对该建筑物计算的地震反应与一次强震中记录结果符合得很好。     

GPU/CPU协同粗粒度并行计算及在城市区域震害模拟中的应用

采用精细结构模型和动力时程分析以提高城市区域建筑震害预测精度已经成为一重要研究方向,而传统的CPU计算平台成本过高,难以推广。本文提出采用基于GPU/CPU协同粗粒度并行计算的方法来实现城市区域建筑震害的高效精细化动力时程计算,可以显著提高效率并降低成本。简述了所采用的程序架构、计算模型、参数选取,对并行计算的效率进行了详细的讨论,并通过一个中等大小城市的案例展示了该方法的优势。     

城市震害三维模拟系统的实现方法

本文以数字减灾、数字城市概念为背景,以地震辅助决策、虚拟应急救援演练、地震科普教育为目的,给出了城市震害三维模拟系统的总体思路和实施计划。主要利用现有的数字图像处理技术、遥感技术、三维建模技术、可视化技术、数据库技术和虚拟现实技术等技术,结合新的群体和单体震害预测方法及G IS技术提出了城市震害三维模拟的总体设想,分析了城市三维震害模拟系统所需要的关键技术手段,指明了城市三维震害模拟的技术思路,并且完成了在地震影响场作用下,通过城市建筑不同震害的颜色表示,在破坏纹理库和破坏构件模型库的支撑下,建立三维破坏建筑模型库,以相似准则为依据,进一步以单体为例调入三维建筑破坏模型,实现了城市建筑三维破坏状态展示,为数字三维城市破坏的模拟提供了一种较好的思路。     

考虑震害因子耦合作用的砌体建筑群破坏概率模型研究

砌体建筑群在地震中往往破坏严重损失巨大,合理评估地震作用对不同种类砌体结构造成破坏的风险变得至关重要。传统基于后验概率的地震危险性分析方法忽略了砌体建筑个体差异性的影响,未深入考虑多种震害因子的耦合作用。本文以华南地区砌体建筑群为例,开发了一种集成概率方法来对城市砌体结构的破坏风险进行建模,考虑建筑年代、层数、使用用途和墙厚四类震害因子的耦合影响,采用(Kolmogorov-Smirnov)K-S检验,在设定地震动参数下选取Gaussian分布、Log-Normal分布、Gumbel分布和Beta分布四种概率分布对该地区砌体建筑物的破坏状态概率分布参数进行拟合。通过均方根误差(Root Mean Square Error)RMSE进行拟合优度评价,最终建立基于Gaussian分布和Log-Normal分布的砌体建筑物破坏联合概率模型。最后,以华南地区三个城市典型砌体建筑物为例进行实例对比验证,将基于本文建立的建筑破坏概率模型推算出的砌体建筑群震害矩阵与基于单体结构分析得到的震害矩阵进行对比,与理论值最大偏差为0.033 3。研究表明：本文构建的集成概率方法能够获得更加合理的城市砌体建筑...     

基于ArcView9.0的城市震害预测及应急对策信息系统研究

介绍了城市防震减灾信息系统基本的构成及功能,并针对国内研发中存在的不足从四个方面进行了完善,即增加了地震预警级别判定功能,丰富了地震信息的录入方式,改进了城市群体建筑物震害预测的计算模型,引入了应急对策模块并利用G IS的可视化功能加以表现。在此基础上研发了基于ArcV iew9.0的城市震害预测及应急对策信息系统,并以山西运城市城区的实际数据进行了系统演示。     

面向海岛民居抗震性能评估的信息提取方法研究

我国海岛地震灾害特征明显,民居抗震性能评估是海岛防灾规划的重要内容。基于我国海岛民居特征分析,结合抗震性能评估的工作特点,本文总结了海岛民居抗震性能评估的数据需求,并针对需求提出了综合资料分析、现场调研和无人机航摄的数据获取方式,以及利用GIS、BIM和深度学习技术分析数据、提取信息的处理流程与体系,最终形成了面向海岛民居抗震性能评估的信息提取方法。该方法有助于海岛民居抗震性能评估工作,为海岛抗震防灾规划提供参考。     

建筑物震害预测模糊震害指数法

建筑物震害预测是城市防震减灾的基础工作之一。本文在分析现有震害预测方法的基础上，提出了一种新的震害预测方法－模糊震害指数法。模糊震害指数法以现有震害预测资料为基础，采用模糊数学方法实现。本文详细阐述了模糊震害指数法的理论模型，推导了其数学公式，最后给出了实例分析。     

基于GIS系统的城市震灾评估和救灾应急的研究

地震防灾减灾能力是国家的重点需求,针对当前城市抗震应急存在的灵活性差问题,在过去研究的基础上,将GIS系统应用至城市抗震救灾应急响应中,建立的GIS系统利用地震灾害评估模块、数据库管理模块、地震应急响应和指挥决策模块构成城市抗震救灾应急响应框架,完成城市GIS系统的应用分析。地震灾害评估模块中计算震害总体损失、经济损失和生命损失,实现地震灾害评估信息数据的精确性采集;数据库管理模块中的抗灾救灾应急响应数据库主要利用矢量数据、数字正射影像数据和其他专题数据构成,完成一致性访问各种类型数据,提高城市抗震救灾应急响应灵活性;在响应与决策模块中利用核心服务器实现数据信息的上传下达,实现快速救援响应。研究中对这套GIS系统与当前方法做对比,进行抗震救灾过程灵活性、救援数据精准性的比较实验。实验对比结果表明,所提研究成果提供的救援数据精确性强,且运行过程中灵活系数等部分指标高于当前研究。     

自动捡拾P波到时综合方法的选取与探讨

快速、准确以及可靠的震相自动识别,不仅可为政府震后决策提供快速可靠的地震信息,还对减轻地震灾害损失和提高公众对政府可信度具有较大价值。以云南强震动台网实际观测记录为基础,选取了2008年至2017年期间震级在M5.0至M7.0间共计20余次地震事件,借鉴国内外P波震相自动拾取的相关研究,用最常用的长短时平均STA/LTA结合AIC准则综合捡拾法和长短时平均STA/LTA结合BIC准则综合捡拾法这两种不同的综合分析方法,将涵盖了云南盈江、腾冲、彝良、洱源和景谷等地震多发区域的记录P波到时捡拾,并对捡拾准确度、可靠度以及相应速率进行对比探讨。统计分析结果表明:在精确捡拾部分中,相比AIC准则,BIC准则的构架与算法更加灵活简单,且其抗干扰信号能力强,能有效避免干扰信号引起的误触发,可在漏捡拾与误捡拾之间寻求最佳平衡,对地震数据实现快速有效的实时处理,更利于云南省内地震预警发展。     

基于空间分析技术的海岛地震灾害风险分析研究

我国约有1.1万个海岛,多处于地震活跃带,地震灾害特征明显,目前地震领域研究主要针对城市展开,海岛地震灾害风险的研究较少。此背景下,该研究收集了海岛地震相关的地质和地震数据,形成海岛地震灾害空间数据库;从地震危险性、承灾体易损性和防震减灾能力3个方面构建海岛地震灾害风险评价指标体系;利用ArcGIS空间分析技术,采用熵权法与AHP法相结合建立海岛地震灾害风险综合评价模型,以长岛县、洞头区和东山县为例进行分析,并将海岛地震灾害风险等级划分为4个等级。结果显示:东山县为地震灾害高风险区,洞头区和长岛县为地震灾害较低风险区。该研究对海岛工程抗震规划与设计有重要意义。     

基于GIS技术的城市地震应急能力研究

研究以绵阳市为例,选取城市人口密度、固定应急避难场所服务区范围、派出所服务区范围、医院服务区范围、消防队服务区范围及重大危险源爆炸范围等6项基本因子,利用GIS技术和层次分析法（AHP）对城市地震灾后应急能力进行研究。得到的绵阳市地震灾后应急能力主要结论有2个。（1）处于中低灾害应对能力的区域占总研究区面积的60.28%,表明:绵阳市二环路内整体灾害应急能力偏低,防灾减灾风险较大。（2）灾后应急能力较弱的地区主要为园艺山片区、南河片区、小枧片区以及二环路东西沿线。研究成果可为绵阳市制定城市专项防灾规划提供指导和建议,研究分析方法亦可为国内其他城市的防灾研究提供借鉴。     

山地小城市抗震避灾空间结构评价体系研究—以昆明市东川区为例

通过查阅文献和相关规范遴选出避灾空间结构的相关评价指标,运用李克特量表法、层次分析法等方法构建了山地小城市抗震避灾空间结构评价体系,结合GIS软件空间分析,以地震灾害较为典型的昆明市东川区为实例进行评价研究,研究发现其避灾空间存在以下问题:尽管容灾总量满足城市避灾总需求,但存在分布不均衡、重复服务覆盖率高,导致服务无法全覆盖;避灾空间选址未与地质和次生灾害易发区保持一定安全隔离距离;内部布局、建设方式未考虑到多功能属性（自身、景观、避灾、安全）相关规范要求;不同区域避灾空间与避灾需求点、医疗等设施联系便捷性参差不一;未划定避灾空间类型,只重视固定避灾空间布局和指引标识建设,忽视紧急避灾空间建设。     

东莞市区震害预测与防御对策系统建设

在地震小区划、概率设定地震和广泛收集地震地质、建(构)筑物、生命线工程、地震次生灾害源、社会环境与经济人口数据等的基础上,对东莞市区89.3 km2范围工作区开展震害预测与防御对策研究,得到不同烈度下建(构)筑物、生命线工程的震害分析结果,以及地震次生灾害影响、人员伤亡与经济损失评估结果,对工作区及东莞市的抗震能力进行...     

中国城市抗御地震灾害研究的发展与实践

城市是社会发展的产物,它具有人口密集、经济发达、基础设施集中等特点。城市安全一直是人们普遍关心的问题,城市地震安全受到政府和社会的广泛关注,并且是学术界研究的热点问题之一。唐山大地震后,在反思惨痛震害教训的同时,中国政府和学术界开始了长达40余年的城市抗御地震灾害的研究与实践,形成了有中国特色的城市抗震防灾技术和方法。本文简要地归纳了破坏性地震对城市的影响,从我国先后开展的城市抗震防灾规划、防震减灾规划和韧性城市3个方面系统地总结了中国城市抗御地震灾害研究和实践的发展历程,讨论和评述了在这一研究领域存在的问题。本文对韧性城市的定义、研究内容、特征、评价指标和方法进行了较为详细的介绍,在此基础上,提出了在城市抗震中应重点加强研究的5个方面的问题和今后的研究方向。