[发明专利]基于地震动参数的房屋震害矩阵曲线化分析系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于地震动参数的房屋震害矩阵曲线化分析方法及相应的系统，基于烈度与地震动参数之间的对应关系，采用最大似然估计方法，将正确的房屋易损性矩阵或实际震害统计的破坏比结果转化为双参数易损性曲线，弥补了基于烈度易损性曲线的不足，特别是针对土木、砖石等难以进行模拟分析的结构类型提供了更为简便的获得易损性曲线的途径；基于烈度与地震动参数的关系，给出各类房屋结构的地震易损性曲线特征参数，可为基于地震动参数的房屋建筑震害评估提供基础数据。该方法和系统可靠性高、适用广泛，可用于对已有的易损性矩阵或曲线进行校验和完善，以便更好地服务于地震灾害快速评估、风险评价和保险估算等领域。

技术领域

本发明属于建筑信息处理技术领域，特别涉及一种基于地震动参数的房屋震害矩阵曲线化分析系统及方法。

背景技术

我国是世界上陆地地震灾害最严重的的国家之一，特别是随着经济建设和城市化进程的不断加快、地震灾害潜在风险水平不断提高。易损性分析作为灾害风险分析的3个主要部分(地震危险性分析、承灾体的易损性分析、灾情损失评估)之一，其核心是建立建筑结构出现或超越各种破坏状态的概率与地震强度之间的关系。开展建筑结构的地震易损性分析对于地震破坏和损失预测以及减轻地震灾害具有十分重要的意义。

在长期实际地震现场和震害预测工作中，研究人员积累了大量的基于烈度的建筑结构震害经验关系，即用烈度-震害程度的比例或概率构成的易损性矩阵，然而烈度的获得是基于人的感觉、器物反应、房屋为主的工程结构破坏以及地表破坏等4类宏观现象来评定的。这也意味着随着我国结构物抗震设防水平的提高，不同时期烈度本身的度量尺度也会发生变化，所以基于烈度的易损性矩阵具有较大的不确定性。然而以往大多数震害预测中关于房屋建筑易损性的评估，都是基于烈度进行，即表示结构在不同烈度下各破坏状态的概率。为了准确预测建筑结构的抗震性能，更好地进行结构抗震设计，完成对现有建筑物的加固和维修，加快地震保险在全国范围内的推行，基于烈度的易损性矩阵很难满足实际需要，特别是对于土木结构、砖石结构等简易房屋，难以通过结构模拟分析获取其易损性曲线。因此，完善现有的易损性矩阵，并将基于烈度的易损性矩阵转化为更为合理的基于地震动参数的易损性矩阵，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于地震动参数的房屋震害矩阵曲线化分析系统及方法。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种基于地震动参数的房屋震害矩阵曲线化分析系统，包括如下步骤：

资料收集统计模块，用于收集待研究区域内的历史震害数据和房屋建筑调查信息，并据此为各类建筑结构分别生成基于烈度的易损性矩阵；

易损性超越概率第一分析模块，用于根据所述基于烈度的易损性矩阵，为各类建筑结构分别生成基于烈度的易损性超越概率矩阵；

地震动参数获取模块，用于获取与每一级地震烈度对应的地震动参数，所述地震动参数包括峰值加速度和峰值速度中的至少一种；

易损性曲线双参数计算模块，用于采用对数累计正态分布函数构建基于地震动参数的易损性函数，通过最大似然估计算法，计算所述易损性函数的中位数θ和地震动强度的对数标准差β；

易损性超越概率第二分析模块，用于根据所述易损性函数中的中位数θ和对数标准差β，为各类建筑结构分别生成基于地震动参数的易损性超越概率曲线；

结构易损性曲线生成模块，用于根据所述基于地震动参数的易损性超越概率曲线，计算不同建筑结构在不同破坏状态下的损害概率，并据此为各类建筑结构分别生成基于地震动参数的结构易损性曲线。

进一步地，所述易损性曲线双参数计算模块包括如下部分：

易损性函数定义单元，用于采用对数累计正态分布函数构建基于地震动参数的易损性函数