[发明专利]一种考虑台风持时效应的低矮房屋围护构件风灾损失分析方法

说明书

本发明公开了一种考虑台风持时效应的低矮房屋围护构件风灾损失分析方法，用于对低矮建筑围护结构的风致破坏进行评估。计算过程中，对当前时间步，结合房屋开孔工况确定内压，通过比较飞掷物冲击力与飞掷物冲击承载力确定由飞掷物冲击引起的窗户破坏，比较荷载极值与压力承载力确定由于风压造成的围护构件破坏，确定新的开孔从而更新内压，再次进行破坏分析，直至无新的开孔出现，进入下一时间步，直到台风持续时间内所有时间步均分析完成，得到每一时间步各构件的失效概率及损失率的统计值。本发明考虑了台风的持时效应，同时考虑了围护构件荷载的非高斯性、随机性以及空间相关性等因素，更切实的评估在台风中的损失情况，且计算效率大幅提升。

技术领域

本发明属于风灾评估领域，具体而言是基于风洞实验数据的蒙塔卡洛模拟，一种考虑飞掷物冲击、风压破坏和内压变化三个方面的低矮建筑围护结构的台风持时风致损失估计方法。

背景技术

民宅、厂房等低矮房屋遍布沿海地区，该类建筑的损毁在台风引发的各项损失中占比极高，严重影响当地生产生活的有序开展。台风侵袭下的低矮房屋损毁通常起始于围护结构，其中门窗、屋面覆层和屋面板等围护构件首当其冲^[2]，导致房屋内压剧变、雨水灌入，继而引发房屋倒塌等后续灾害。有效分析、预测低矮房屋围护结构的台风灾害损失对于当地开展防灾减灾及风险控制工作具有积极作用。

在世界范围内，台风(北美称飓风)灾害对美国等北美国家影响严重，仅1996年至2012年期间由飓风造成的美国经济总损失高达2500亿美元，另有约4000人身亡(e.g.,NIST(National Institute of Standards and Technology).Measurement science RDroadmap for windstorm and coastal inundation impact reduction.NIST GCR 14-973-13.Gaithersburg,MD:NIST,2014)。目前具有代表性的台风灾害预测模型有两种：文献Validation of a probabilistic model for hurricane insurance loss projectionsin Florida(Pinelli J,Gurley K,Subramaniana C,Hamid S,Pita G.,ReliabilityEngineering and System Safety,93:1896–1905,2008)提出了佛罗里达公共飓风损失模型(FPHLM)，侧重于考虑不确定性因素以建立构件围护结构损失概率与风速、风向之间的函数关系，应用于评估飓风最大风速对应的灾害状况。文献HAZUS-MH Hurricane ModelMethodology.II:Damage and Loss Estimation.(Vickery P J,Skerlj P F,Lin J,Twisdale Jr L A,Young Michael A,Lavelle F M.Natural Hazards Review,7(2):94-103,2006b)是由美国联邦应急管理局(FEMA)发布的HAZUS-MH模型，考虑了飓风的持时效应，对飓风周期内房屋破坏的全过程做分析，提供了基于风场时间序列的逐步分析模拟方法，用于飓风期间内围护结构的累积损失。