[发明专利]考虑地震次生抛落物和火灾的道路通行性评价方法

说明书

本发明提供一种考虑地震次生抛落物和火灾的道路通行性评价方法，属于土木工程防灾减灾技术领域。该方法首先根据非线性时程分析和抛落物运动分析确定建筑地震次生抛落物的分布范围，然后通过次生火灾蔓延模型，模拟起火建筑导致的火灾蔓延情况，得到次生火灾的影响范围；再进行次生抛落物和次生火灾对道路影响的时空评价，得到单灾种对道路的影响结果；最后，叠加次生坠物和火灾影响，给出综合的道路通行性评价结果。本发明可以预测城市路网在地震次生抛落物和火灾下的通行性，为震前防灾改造和震后应急救援提供了关键决策依据。

技术领域

本发明涉及土木工程防灾减灾技术领域，特别是指一种考虑地震次生抛落物和火灾的道路通行性评价方法。

背景技术

城市人口密度非常高，尤其是特大型城市，一旦发生地震，必然会造成严重的损失。地震后，城市道路的通行性问题对于救援和人员疏散都至关重要。城市道路交通网络作为物质运输的通道，是地震灾害发生时人员疏散、派遣营救人员及工程队伍和运送抗灾物资路线，是救援队伍到达救灾现场的基础，是生死攸关的抗震救灾生命线。

在目前的研究工作中，对于地震影响道路通行性的工作已经比较充分，很多学者都基于不同的假设条件提出了相应的计算模型(杜鹏.交通系统震害预测中瓦砾堆积问题的改进[J].世界地震工程,2007,15(1):161-164；赵国兴,陈淮,李杰.震后城市交通系统评估与改建[J]世界地震工程,1996,14(10):87-96)。但是现有方法，主要考虑建筑地震倒塌对道路的影响，并未考虑地震次生抛落物和火灾的影响，更没有考虑两种次生灾害的共同作用。因此，为充分考虑地震次生灾害对道路影响，需要研发考虑地震次生抛落物和火灾的道路通行性评价方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种考虑地震次生抛落物和火灾的道路通行性评价方法。

该方法包括步骤如下：

S1：建筑地震次生抛落物分析：首先利用动力时程分析方法进行建筑结构地震反应计算，得到楼层反应数据，包括层间位移角、速度、加速度、层间位移等；然后，进行围护构件结构破坏判断；最后，进行抛落物分布计算；

S2：建筑地震次生火灾分析：利用S1中计算得到的建筑结构地震反应计算结果，用回归约束的建筑起火模型判断建筑的起火概率，考虑热辐射和热羽化两因素进行次生火灾蔓延模拟；

S3：道路影响时空分析：利用S1中计算得到的建筑结构地震反应计算结果和S2中模拟的次生火灾蔓延情况，分别确定抛落物和次生火灾对道路通行性的时空影响；

S4：道路通行性叠加分析：根据S3中得到的抛落物和次生火灾对道路通行性的影响结果，运用综合叠加分析法，进一步确定地震抛落物和次生火灾两种灾害对道路通行性的综合影响。

其中，S1中地震反应计算方法为：先建立建筑结构的有限元数值模型，将地震动作为输入，利用弹塑性时程分析方法求解结构地震反应。得到的楼层反应数据包括但不限于楼层位移时程、层间位移角、各层相对速度时程、加速度时程、损伤结果。

围护构件结构包括玻璃幕墙和外部非结构墙两类：玻璃幕墙的破坏条件为D_glass≥max(1.25I_eΔ_aA,0.013/h_sx)；外部非结构墙的破坏条件为D_wall≥max(Δ_aA,0.013/h_sx)；其中，D_glass为玻璃幕墙的层间位移角，D_wall为外部非结构墙的层间位移角，h_sx为层间位移角涉及的层高度；Δ_aA为结构所允许的层间位移角限值，I_e取1.0；