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钢筋混凝土框架结构的地震损失估计与概率风险分析

作　者: 王闽雄
导　师: 吕大刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 直接经济损失间接经济损失人员伤亡损失生活质量指数概率地震风险分析
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

纵观人类历史上的每一次大地震无不造成重大的经济损失和人员伤亡,因此,开展震前预估地震损失大小的研究具有重要的现实意义。本课题的研究旨在以地震损失为量化指标对钢筋混凝土框架结构进行基于性能的抗震设计;同时为我国编制城市抗震防灾规划以及地震保险业的发展提供理论依据。本文首先对钢筋混凝土框架结构的概率地震损失估计进行研究,研究内容包括地震直接经济损失估计、间接经济损失估计以及人员伤亡损失估计,其中直接经济损失估计依据PEER性能评定理论采用基于构件的损失估计方法,将地震易损性函数、结构倒塌分析和损失函数结合起来,进而得到直接经济损失估计结果;间接经济损失估计采用误工时间来标定,误工时间为地震发生到结构损伤修复完成所需要的时间,包括结构损伤修复时间与修复之前的动员时间,间接经济损失大小等于误工时间内造成的收益损失;人员伤亡损失的货币表现形式依据基于生活质量指数(LQI)的社会可接受准则定义,通过考虑我国社会经济发展状况、居民休闲娱乐的时间以及期望寿命等因素,同时结合《中国人寿保险业经验生命表》得到社会可接受的生命挽救费用(SLSC)。在损失估计中为了考虑损失的时间价值,引入社会基准收益率作为贴现率。本文通过对22个结构模型算例的分析,得到设定地震动条件下结构的期望损失以及设计基准期内的期望损失,并对结果进行了探讨。在损失估计的基础之上,本文进行了概率地震风险分析,引入内部收益率、净现值、动态回收期等项目经济评价指标作为基于性能的地震工程的性能指标。同时,开展了基于风险的易损性指数分析以及鲁棒性分析的研究。最后,本文将损失估计理论与汶川地震的损失调研数据进行对比分析研究,验证了本文所提出的损失估计方法的准确性和实用性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9-10
    1.1.1 课题来源  9
    1.1.2 课题背景  9-10
    1.1.3 课题研究的目的和意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-17
    1.2.1 区域损失估计研究现状  10-12
    1.2.2 单体建筑损失估计研究现状  12-17
  1.3 本文的主要研究内容  17-19
    1.3.1 地震损失估计研究  17
    1.3.2 概率地震风险分析  17
    1.3.3 本文研究思路  17-19
第2章钢筋混凝土框架结构的地震直接经济损失估计  19-37
  2.1 引言  19
  2.2 地震直接经济损失估计基本理论  19-20
    2.2.1 期望地震直接经济损失估计理论  19-20
    2.2.2 贴现系数推导  20
  2.3 构件易损性参数选取与结构地震危险性分析  20-23
    2.3.1 构件易损性参数选取  20-22
    2.3.2 结构地震危险性分析  22-23
  2.4 设定地震动条件下结构的期望直接经济损失  23-32
    2.4.1 设定地震动条件下的结构反应分析  23-25
    2.4.2 设定地震动作用且结构不倒塌条件下的期望直接经济损失  25-27
    2.4.3 结构倒塌条件下的期望直接经济损失  27-28
    2.4.4 设定地震动条件下结构发生倒塌的概率  28-31
    2.4.5 设定地震动条件下结构的期望直接经济损失  31-32
  2.5 设计使用期内地震直接经济损失估计  32-36
    2.5.1 贴现率  32-33
    2.5.2 设计使用期内期望直接经济损失估计结果  33-34
    2.5.3 设计使用期内期望直接经济损失分析  34-36
  2.6 本章小结  36-37
第3章钢筋混凝土框架结构的地震间接经济损失估计  37-49
  3.1 引言  37
  3.2 地震间接经济损失估计基本理论  37-39
    3.2.1 平均误工时间估计理论  37-39
    3.2.2 期望地震间接经济损失估计理论  39
  3.3 动员时间估计  39-41
  3.4 总误工时间估计  41-43
    3.4.1 设定地震动作用且结构不倒塌条件下的总误工时间  41-42
    3.4.2 设定地震动条件下结构的总误工时间  42-43
  3.5 地震间接经济损失估计  43-48
    3.5.1 设定地震动作用且结构不倒塌条件下的期望间接经济损失  43-44
    3.5.2 设定地震动条件下结构的期望间接经济损失  44
    3.5.3 设计使用期内结构期望间接经济损失估计结果  44-46
    3.5.4 设计使用期内结构期望间接经济损失分析  46-48
  3.6 本章小结  48-49
第4章钢筋混凝土框架结构的地震人员伤亡损失估计  49-67
  4.1 引言  49
  4.2 基于生活质量指数的社会可接受准则  49-52
    4.2.1 生活质量指数  49-50
    4.2.2 生活质量指数的经典推导  50-51
    4.2.3 基于生活质量指数的社会可接受准则  51-52
  4.3 社会挽救生命费用  52-57
    4.3.1 社会挽救生命费用基本理论  52-53
    4.3.2 我国社会挽救生命费用  53-57
  4.4 结构人口模型及地震死亡率模型  57-61
    4.4.1 结构人口模型  57-59
    4.4.2 地震死亡率模型  59-61
  4.5 地震人员伤亡损失估计  61-66
    4.5.1 人员伤亡损失估计基本理论  61
    4.5.2 设定地震动条件下结构的平均人员伤亡损失估计  61-63
    4.5.3 设计使用期内结构人员伤亡损失估计结果  63-64
    4.5.4 设计使用期内结构人员伤亡损失分析  64-66
  4.6 本章小结  66-67
第5章钢筋混凝土框架结构的概率地震风险分析  67-91
  5.1 引言  67
  5.2 结构的概率地震风险分析  67-81
    5.2.1 风险概率  67-77
    5.2.2 风险损失  77
    5.2.3 地震风险的表达  77-79
    5.2.4 年期望损失比经验区间  79-81
  5.3 基于地震风险的项目可行性评价  81-84
    5.3.1 项目经济评价指标  81-82
    5.3.2 项目可行性评价  82-84
  5.4 基于地震风险的易损性指数分析  84-85
    5.4.1 基于地震风险的易损性指数分析理论  84
    5.4.2 基于地震风险的易损性指数分析  84-85
  5.5 基于风险的抗震鲁棒性分析  85-90
    5.5.1 基于风险的结构抗震鲁棒性分析理论  85-86
    5.5.2 基于风险的结构抗震鲁棒性指数分析  86-90
  5.6 本章小结  90-91
第6章损失估计理论实例对比应用研究—以汶川地震为例  91-97
  6.1 引言  91
  6.2 直接经济损失估计理论与实例对比分析  91-94
    6.2.1 小震中震大震分别对应的直接经济损失比  91-93
    6.2.2 与汶川地震损失调研结果对比分析  93-94
  6.3 基于地震损失调研结果的动员时间确定  94-95
  6.4 基于LQI的社会可接受准则实例应用研究  95-96
  6.5 本章小结  96-97
结论  97-99
参考文献  99-105
附录1 结构构件重置成本  105-109
附录2 《中国人寿保险业经验生命表(2000-2003)》  109-114
致谢  114

钢筋混凝土框架结构的地震损失估计与概率风险分析

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