[发明专利]一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法

权利要求书

1.一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：收集建筑群和桥梁群基础信息；

所述步骤1中基础信息由地理信息系统和城市统计信息两个信息来源收集建筑群、桥梁群基础信息，基础信息包括建筑物或桥梁地理坐标、平面轮廓、高度、结构类型、建造年代；

步骤2：根据收集到的建筑群和桥梁群基础信息，确定建筑群和桥梁群的地震抗力能力；

步骤3：根据每个建筑物或桥梁输入的地震动的加速度时间历程数据以及建筑或桥梁的基础信息计算谱加速度；

步骤4：根据输入的地震动的加速度时间历程数据计算的谱加速度以及建筑或桥梁的地震抗力能力评价地震破坏情况；

当针对建筑群时，所述步骤2具体为：

步骤2.1：确定建筑物地震设计强度，根据建筑物的地理坐标以及建造年代确定建筑物所依据的抗震设计规范以及抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组；

根据抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组确定建筑物在不同设防水准地震强度下的水平地震影响系数最大值；

步骤2.2：确定建筑物的一阶周期，当建筑物结构类型为钢筋混凝土框架结构或框剪结构时，根据式(1)确定结构的一阶周期，当结构的长轴与短轴之比大于1.5时，采用式(2)；

T₁＝0.1n (1)

式中T₁为结构的一阶周期s，n为结构层数；H为结构总高度，单位为m，B为结构平面宽度，单位为m；

当建筑物的结构类型为砌体结构时，式(3)和式(4)分别计算设防砌体和未设防砌体结构的一阶周期；当结构的平面形状长轴与短轴之比大于1.5，采用式(5)和式(6)计算结构的第一周期；

T₁＝0.064+0.053n (3)

T₁＝0.221+0.025n (4)

当建筑物结构类型为钢框架时，根据式(7)确定建筑物的一阶周期；当结构的长短轴方向的尺寸相差过大时，采用式(8)计算结构的一阶周期；由

T₁＝(0.10～0.15)n (7)

当建筑物结构类型为剪力墙结构时，根据式(9)确定建筑物的一阶周期：

步骤2.3:确定超强系数，当建筑物结构类型为钢筋混凝土框架结构时，建筑物的屈服超强系数均值为2.5195，标准差为1.09321，中位值为2.2234；

当建筑物结构类型为砌体结构时，建筑物的开裂超强系数均值为1.363，标准差为0.257，中位值为2.33；

当建筑物结构类型为剪力墙结构时，建筑物的峰值超强系数均值为2.18281，标准差为0.90696，中位值为1.89；

当建筑物结构类型为框架剪力墙结构时，建筑物的弯矩超强系数均值为1.741，标准差为0.38799，中位值为1.65；

步骤2.4:确定建筑群的地震抗力能力，通过下式表示地震抗力系数F：

F＝Ω*α (10)

其中，Ω为建筑物的超强系数，α为建筑物在设防水准地震强度下的水平地震影响系数；

当针对桥梁时，所述步骤2具体为：

S2.1：确定桥梁地震设计强度，根据桥梁的地理坐标以及建造年代确定桥梁依据的抗震设计规范以及抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组；

根据抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组确定桥梁在不同设防水准地震强度下的水平地震影响系数最大值；

S2.2：确定桥梁的一阶周期，当桥梁的结构类型为连续梁桥时，确定自振周期的上限由式(11)和下限由式(12)：

当4m≤L≤20m,

当20m≤L≤100m，

当桥梁的结构类型为悬索桥时，用式(13)或式(14)确定悬索桥的竖向弯曲自振周期：

T_b＝0.0117L+0.7878 (13)

T_b＝2.8255e^0.0014L (14)

其中，T_b表示悬索桥的竖向弯曲自振周期，L表示悬索桥的主跨跨径；

当桥梁的结构类型为斜拉桥时，根据双塔斜拉桥的竖向弯曲基本周期通过下式估算：

S2.3:当桥梁的结构类型为连续梁桥时，连续梁桥的桥墩超强系数按1.2计算,由于桥墩为连续梁桥梁体地震惯性力的主要受力构件，所以用桥墩的抗震能力代表整个桥墩的抗震能力；当桥梁的结构类型为悬索桥和斜拉桥时，由于缺乏统计数据，按钢筋材料分项系数1.1计算；

S2.4:确定桥梁实际地震抗力能力,桥梁的实际抗震能力用超强系数和设计抗震能力来评价，用地震抗力系数F'来表示，通过下式表示地震抗力系数F'：

F'＝Ω'*α' (17)

其中，Ω'为建筑物的超强系数，α'为建筑物在设防水准地震强度下的水平地震影响系数。