建筑物的群体震害预测方法研究及基础设施经济损失预测方法探讨

历史震害表明,建(构)筑物及基础设施的破坏是城市地震灾害中最主要的形式。科学地预测现有建(构)筑物及基础设施在未来地震中的震害程度,分析城市抗震的薄弱环节,并提出有针对性地防御对策,是提高城市综合抗震防灾能力、最大限度地减轻地震灾害的有效措施。但由于我国地域辽阔,各地建筑物结构类型、抗震性能和数量都存在较大的差异,出现大量抗震性能较好的新建结构,现有的震害预测方法不能完全满足不同区域对未来地震灾害损失预测的需要。同时由于城镇和乡村基础建设步伐加快,基础设施工程的数量急剧增多,地震一旦发生,城市基础设施工程的经济损失越来越严重,如何给基础设施工程经济损失有一个较为准确的判断,是一个急待解决的问题。因此本文针对建筑物的群体震害预测方法和基础设施经济损失预测方法开展了一些初步的研究工作。本文的主要研究内容摘要如下: 第一、建立了群体震害预测的单体样本库 收集了大量单体房屋的震害预测数据,这些数据包括建筑物单体的具体结构、设防情况、基础形式及现状质量、在不同地震烈度下的震害程度等等,建立了单体样本数据库。收集了唐山、海城等地震后各类房屋在不同烈度下的破坏比,收集了“七五”以来所做的城市和地区不同结构的预测震害矩阵,建立了震害矩阵数据库。 第二,建立了基于已有震害矩阵模拟的群体震害预测方法 对第二章建立的单体样本库进行归类分析,研究了影响各类建筑物抗震能力的主要因素对现有震害矩阵的影响值,把预测区域的建筑结构同已有震害矩阵中的抽样单元进行类比,给出了预测单元的震害矩阵与已知震害矩阵的贴近度,进行加权平均,建立基于已有震害矩阵对预测区进行模拟的群体震害预测方法。 第三、完善了经验震害矩阵 近年来我国发生的几次大地震,有一些是发生在低烈度区,对地震区已有的建筑物,应当怎样来评价它的抗震能力。通过将对应各破坏等级下的震害指数作为一个连续型随机变量,用贝塔概率密度分布函数来拟合震害指数的分布,并根据标准震害矩阵和某一烈度下建筑物已知的震害分布得出该地区其他烈度下震害指数的期望值和方差,最后利用贝塔分布得出各个破坏等级下的概率值。 第四、建立了基础设施工程损失与建筑物工程损失的统计回归关系根据近十多年来我国重大地震灾害损失资料,并结合震害预测结果,用回归统计方法给出了基础设施工程直接经济损失与建筑物损失的关系,建立了一个适用于地震直接经济损失评估的相互关联模型。 第五、群体震害预测方法的应用 利用新建立的群体震害预测方法和基础设施经济损失预测方法,完成了“2006-2020全国重点监视防御区地震灾害损失预测研究”子课题“基于建筑物地震易损性研究”工作。编制了在Arcgis9.0平台上基于建筑物易损性分析的地震灾害损失预测软件,并利用2003年山东、广东、云南和甘肃等四个省的人口和建筑物及基础设施资料,在县级尺度上对四个省开展确定性震害预测工作,计算了相应的地震直接经济损失和人员死亡预测值。