地震可能给城市带来严重的经济损失和次生火灾,合理的震损和次生火灾预测,可为防震减灾规划、地震保险制度等对策制定提供重要参考。本文针对城市区域建筑地震直接经济损失和次生火灾预测开展了研究,主要工作内容如下:(1)基于FEMA P-58下一代建筑抗震性能评价方法,提出了精细化城市震损预测方法。通过多自由度层模型和非线性时程分析,快速计算震损预测所需的建筑群地震响应。以清华大学校园为算例区域,说明了该损失预测手段的实现过程和优势。(2)提出了结合建筑信息模型(BIM)与FEMA P-58方法进行建筑震损预测的方案。利用BIM自动获取所需的建筑详细数据;给出了当信息不全时构件类型的确定以及构件脆弱性函数的建立方法;建议了BIM建模规则和信息提取方法。以一栋办公楼为案例,说明了该方法的实现过程及特点。(3)针对不同详细程度的多源数据,阐述了多源建筑数据震损预测框架与实现。特别地,针对地理信息系统(GIS)数据,通过候选易损性分类编码估计建筑的构件种类;通过收集现有文献和施工图纸中各类型结构的平面布置情况,得到统计数据,以估计单位面积结构构件的数量。(4)提出了一种近实时的区域建筑震后损失评估框架,从遥感影像中获取灾区建筑倒塌分布情况,改善震损分析结果。通过两个案例对该方法框架进行了说明和验证,结果表明:最优模拟结果对应的经济损失与实际损失比较接近,其关键原因是充分利用了灾区实际建筑倒塌分布这一重要信息。(5)提出了地震次生火灾模拟方法,可考虑不同地震动和不同建筑对初始起火位置和对火灾蔓延的影响。基于开源三维图形引擎和计算流体力学软件,实现了火灾蔓延和烟气运动的的高真实感显示。以一个城市区域为例说明了该方法的合理性。(6)针对典型结构类型和使用功能的建筑,将本文方法与广泛使用的HAZUS方法的计算结果进行了对比验证,说明了本文方法可更细致合理地考虑非结构构件的易损性和修复费用。以美国旧金山湾区为例,显示了本文方法对大面积区域的适用性。