[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

说明书

本发明是一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法。本发明涉及地震工程技术领域，本发明收集建筑群和桥梁群基础信息；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；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；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。本发明计算效率高，无需对城市中的建筑群桥梁群建模，所需城市建筑群桥梁群基本信息较少，能够用于城市地震场景的震害预测和震害分析。

技术领域

本发明涉及地震工程技术领域，是一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法。

背景技术

城市作为经济密集中心和人口密集中心，当遭遇大型自然灾害时，会造成巨大的人员生命安全和经济财产损失。为了在灾后对受灾区域及时开展救援，快速评定受灾区域的建筑物和桥梁破坏情况是一项至关重要的工作。

由于城市中的建筑物和桥梁的种类各不相同，考虑对不同建造年代、不同结构类型以及不同场地条件上建设的建筑物和桥梁使用统一的方法进行震害评价是一个困难的问题。另一方面，在对城市中的大部分建筑物和桥梁进行震害评价和抗震能力分析时，往往难以获得建筑物和桥梁的详细设计资料。

根据建筑物和桥梁震害的统计资料来确定地震易损性矩阵，地震易损性矩阵中给出了每一类建筑和桥梁在给定地震烈度下达到某一破坏状态的概率，这种方法要求有历史统计资料，对于缺少历史震害资料的地区不适用；非线性时程分析可以分析建筑物和桥梁在给定地震动时程作用下的动力响应，进一步分析建筑物和桥梁的破坏状况，但建立精细有限元模型进行非线性时程分析需要详细的设计资料并且消耗大量的计算机算力；对城市里的建筑物和桥梁建立简化模型只需要宏观设计资料，但简化模型的建立需要满足结构规则前提。

因此需要开发一种不需要大量建筑物和桥梁设计资料和历史震害资料，适用于各类建筑物、桥梁，不需要大量计算的评价建筑物和桥梁地震破坏状态的方法。

发明内容

本发明为了能应用于规则结构和不规则结构，计算效率高，本发明提供了一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法，本发明提供了以下技术方案：

一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法，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中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；

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《中国建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012),一般可用式(1)确定结构的一阶周期，当结构的长短轴方向的尺寸相差过大时，采取式(1)难以较好的反应结构的平面特性，这时采用式(2)。由于规范中并未给出结构长短轴尺寸相差过大的明确限值，认为长轴与短轴之比大于 1.5时其尺寸相差过大。

T₁＝0.1n (1)

式中T₁——结构的一阶周期(s)；

n——结构层数；

H——结构总高度(m)；