基于模糊综合评判的单层工业厂房震后安全性鉴定方法研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:z_clear
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地震是已知的会对人类造成危害的自然灾难之一。强烈地震的发生,往往会造成人类居住环境的破坏,特别是建筑物的损坏,进而导致大量人员伤亡和财产损失。破坏性地震发生后的应急期,对发生震害的建筑物进行安全性鉴定是地震应急工作的重要组成部分,也对妥善安置受灾民众、迅速恢复灾区的日常生产生活有着非常重要的意义。到目前为止,我国地震现场安全性鉴定工作还主要依靠各科研院所资深专家的实际经验。2001年,中国地震局工程力学研究所杨玉成研究员等编写了国家标准《GB/T 18208.2-2001地震现场工作第二部分:建筑物安全鉴定》。2021年,中国地震局工程力学研究所孙柏涛研究员等完成了《GB/T 18208.2地震现场工作第2部分:建筑物安全鉴定》(报批稿)(以下简称:《安全鉴定国家标准》(2021))。该标准对地震现场常见的各类建筑结构作为各等级安全建筑时均给出了判断标准,但基本都为定性化条款,完全按照标准操作困难甚多。另外,安全性鉴定专家数量严重不足,各人实际经验及专业背景差异较大,这些都会导致鉴定效率低下,不利于地震应急期安全性鉴定工作的开展。鉴于上述定性判断的弊端,本文从大量实际震害出发,结合严谨的数学理论推导,提出了考虑各个构件重要性的受震建筑物安全性鉴定定量化方法。本文的研究成果如下:(1)依据《安全鉴定国家标准》(2021)中关于单层钢筋混凝土排架柱厂房和单层砖柱厂房震害的判定条款,针对唐山及汶川等大地震中这两类结构的震害现象,将需要鉴定的结构构件典型震害分为轻微破坏、中等破坏、严重破坏三类破坏等级,并重点分析了这些震害的原因。(2)依据《安全鉴定国家标准》(2021)中对于单层钢筋混凝土排架柱厂房和单层砖柱厂房作为安全建筑使用时的判定条款,针对国内多次大地震中这两类结构的震害现象,以及这两类结构自身的构造特点,提出了这两种结构各构件不同破坏等级下的判断标准。同时,提出细部震损的概念,将结构整体震损划分为构件类及构件类细部震损。(3)根据已划分的构件类及其细部震损,应用层次分析法经过大量试算,并与多名专家讨论,计算得出了这两类厂房结构各构件及其细部震损的权重系数。(4)将各构件类及其构件类细部震损的破坏等级从五级合并为三级,破坏比例合并为三级,得到九种震损状态,对每一种震损状态均赋予一个具体数值的细部震损评价系数。通过三角形隶属度函数图形,确定了九种震损状态对应的评价集合。(5)通过分析模糊数学的相关理论知识,将模糊数学中的二级模糊综合评判法应用到这两类厂房结构的安全性鉴定计算中。该方法通过严格的数学公式推导和理论分析,具有较高的实际应用价值。通过随机抽取实际震害实例中典型破坏厂房验证了该方法的精准性和可靠性。以国家标准和实际震害为基础,建立了地震现场两类典型结构安全性鉴定量化评定方法。该方法能够将安全性鉴定中的定性化判定做定量化处理,大大降低不同鉴定人员鉴定结果之间的差异性。同时,该方法通过严格的数学公式推导,整体理论性较强。通过震害实例检验,验证了该方法具有较高的可信度和科学性。
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