【摘 要】
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地震是目前人类面临的主要自然灾害之一,能够带来巨大的人员伤亡和经济损失。为了减小损失,挽救人民的生命财产安全,需要在震后第一时间形成应急决策,开展救援工作,其关键是建立合适的快速评估方法来确定地震灾情的范围和程度。地震带来的损失大部分是由建筑结构的倒塌破坏造成的,所以评估预测建筑结构的破坏程度对救援工作的合理开展具有重大的指导意义。钢筋混凝土(RC)框架结构是目前城镇建筑结构中最常用的形式之一,其
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地震是目前人类面临的主要自然灾害之一,能够带来巨大的人员伤亡和经济损失。为了减小损失,挽救人民的生命财产安全,需要在震后第一时间形成应急决策,开展救援工作,其关键是建立合适的快速评估方法来确定地震灾情的范围和程度。地震带来的损失大部分是由建筑结构的倒塌破坏造成的,所以评估预测建筑结构的破坏程度对救援工作的合理开展具有重大的指导意义。钢筋混凝土(RC)框架结构是目前城镇建筑结构中最常用的形式之一,其广泛的使用范围彰显着巨大的社会价值,因此众多的科研工作者都投身到RC框架结构的研究中。我国作为一个地震频发的国家,建立起地震灾情的快速评估方法,对预测震后RC框架结构的破坏程度,指导实施救援救灾行动具有重要意义。因此,本文以震后快速确定灾情影响场范围和程度为研究目标,将主要研究内容分为两个层次:一是强震情景构建方法,即如何在震后快速评估灾区范围及其地震烈度;二是在已知地震烈度的前提下,如何快速评估RC框架结构房屋的震损程度,从而为政府和社会的震后应急反应提供科学依据。具体研究内容如下:(1)通过收集历史地震数据,建立了南北地震带地区的地震烈度衰减关系。首先将南北地震带地区的历史地震资料进行分析整理,选取主要的参数信息,通过最小二乘法的统计分析方法,寻找最合适的拟合曲线,基于椭圆模型,分别从长轴和短轴两个方向建立了地震烈度衰减关系,最后与其他研究者的结果进行对比分析,验证该模型的适用性。(2)利用国外研究者地震烈度衰减预测方程的形式,进一步优化了我国西部地区的地震烈度衰减关系。首先整理汇总了国外研究者对不同国家地区所建立的地震烈度衰减预测方程,利用中国西部地区的历史地震数据对这些方程形式进行筛选,从拟合曲线、残差趋势和标准偏差等方面,分别选取了更加适合中国西部地区长轴和短轴方向的方程形式。然后与我国常用的椭圆模型做对比,得到不同地震烈度衰减关系之间的异同点。(3)通过对历史地震中RC框架结构震害数据的统计分析,得到了 RC框架结构在不同地震烈度下的破坏程度。首先收集了近30年我国历史地震中RC框架结构在不同地震烈度区的破坏程度和数量,与《中国地震烈度表》中对不同烈度区建筑破坏的描述进行对比验证,并通过统计分析,得到了RC框架结构在不同地震烈度区发生不同破坏程度的概率。最后,用震害指数将所评估的震后RC框架结构的破坏程度定量化。(4)通过对大量RC框架结构地震模拟振动台试验的结果进行统计分析,得到了试验条件下RC框架结构在不同强度激励的破坏程度。首先收集了国内外比较典型的RC框架结构振动台模拟试验结果,并按照试验模型有无填充墙进行了分类,然后通过整理分析数据,得到了能够反映结构破坏程度的最大层间位移角与输入地震波的峰值加速度PGA之间的关系。最后考虑到真实建筑结构在地震反应过程中的最大层间位移角不易获得,因此建立了试验条件下RC框架结构的最大层间位移角与频率降低幅度的关系。
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