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城市最优化抗震设防标准的研究

作　者: 黄春
导　师: 冯启民
学　校: 中国海洋大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 抗震设防标准初始造价增量易损性分析易损性矩阵易损性曲线地震损失分析间接经济损失
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
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内容摘要

我国是一个多地震的国家,而地震又是一种破坏性极大的自然灾害。城市由于聚集了大量的人口和财富,成为了自然灾害的集中承载体。目前,国内外公认的减轻地震灾害的最有效措施是对工程结构进行合理而又经济的抗震设防,首要问题是确定城市的抗震设防标准。确定该标准非常重要,它不仅关系到工程和城市的安全,而且涉及国家和民众的投资。国内外还没有较好的方法用以确定工程结构的抗震设防标准。本文考虑到我国城市的特点,将城市抗震性态(城市建筑地震危害性、地震经济损失、抗震投资等)作为确定设防标准的优化指标,设防水准作为优化变量。综合考虑安全、经济要素,构造确定抗震设防标准的优化设计决策模型,使抗震设防在投入和产出方面达到最佳平衡。本文的研究主要包括以下几个方面：1、研究了抗震设防标准的优化设计决策模型,模型的设计目标是以最小的抗震投入取得未来地震灾害损失最大程度的减少。该模型的决策方法以结构初始造价增量分析和地震经济损失分析为基础。建立抗震设防标准优化目标函数,优化变量为地震动参数,包括地震烈度与地震动峰值加速度,充分考虑了未来抗震设防标准的发展趋势。2、在初始造价增量分析方面,针对青岛市主要类型的建筑物,完成了建筑结构初始造价增量比与设防烈度之间对应关系的研究。并通过曲线拟合得出了初始造价增量比与地震加速度峰值的回归方程。3、进行了青岛市建筑物易损性分析。对单体建筑物进行地震作用变形验算,得到其地震易损性曲线；将同类结构地震易损性曲线进行概率计算,得到群体建筑结构的地震易损性曲线,结合汶川地震统计数据,给出结构破坏判断标准,进而形成群体建筑物的易损性矩阵。4、在研究地震经济损失期望值的估计方法时,考虑了直接经济损失和间接经济损失。经过研究分析,把抗震救灾投入费用归为间接经济损失,并给出间接经济损失与直接经济损失的比值ψ,方便了地震经济损失期望的计算。5、根据完成的初始造价分析以及地震经济损失分析,利用抗震设防标准优化设计决策模型建立的最佳设防标准解析表达式,求得极小值对应的设防水准,并据此提出相应的设防要求。本文以青岛市的数据为例子,通过抗震设防标准优化设计模型,得到青岛市最优设防标准为7度设防。按照抗震设计规范,青岛市目前的抗震设防标准为6度设防,针对实际情况,分析了在青岛市提高抗震设防标准的必要性与可行性,为青岛市的抗震设防工作提供参考依据。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
1 绪言  13-25
  1.1 选题背景及研究意义  14-17
    1.1.1 我国地震灾害概况  14-15
    1.1.2 课题研究的意义  15-16
    1.1.3 课题来源  16-17
  1.2 抗震设防标准的研究现状  17-23
    1.2.1 国外相关抗震设防标准  17-19
    1.2.2 我国的抗震设防标准  19-21
    1.2.3 抗震设防标准的发展趋势  21-22
    1.2.4 有待研究的问题  22-23
  1.3 研究目标及主要内容  23-24
    1.3.1 论文研究目标  23
    1.3.2 论文主要内容  23-24
  1.4 小结  24-25
2 城市抗震设防标准研究  25-32
  2.1 概述  25-27
    2.1.1 工程抗震设防标准  25-26
    2.1.2 抗震设防标准的描述  26-27
  2.2 城市最优抗震设防标准模型  27-31
    2.2.1 最优抗震设防标准模型的研究  27-28
    2.2.2 城市最优抗震设防标准模型的建立  28-29
    2.2.3 模型优化技术路线  29-30
    2.2.4 模型优化决策方法—投资效益准则  30-31
  2.3 小结  31-32
3 城市建筑物初始造价分析  32-40
  3.1 城市建筑物分类  32-34
  3.2 城市建筑物初始造价的研究  34-38
  3.3 青岛市市南区建筑物初始造价增量  38-39
  3.4 小结  39-40
4 地震危险性分析  40-51
  4.1 概述  40-41
  4.2 地震危险性分析原理  41-45
    4.2.1 潜在震源的划分  41-42
    4.2.2 地震动衰减关系  42-43
    4.2.3 地震危险性概率分析方法  43-45
  4.3 地震危险性的概率计算  45-50
    4.3.1 地震烈度与地震动  45-46
    4.3.2 地震危险性的概率计算模型  46-48
    4.3.3 青岛市市南区的地震危险性概率计算  48-50
  4.4 小结  50-51
5 城市建筑物易损性分析  51-71
  5.1 概述  51
  5.2 城市建筑结构易损性分析  51-59
    5.2.1 建筑结构震害等级划分  51-53
    5.2.2 建筑结构易损性的表达方式  53-55
    5.2.3 建筑结构易损性的研究方法  55-58
    5.2.4 建筑结构破坏准则  58-59
  5.3 青岛市建筑物易损性分析结果  59-69
    5.3.1 建筑物资料收集  60
    5.3.2 单体建筑结构易损性分析  60-62
    5.3.3 群体建筑物平均易损性曲线  62-64
    5.3.4 群体建筑物易损性矩阵的形成  64-65
    5.3.5 群体建筑物易损性的函数表达  65-69
  5.4 地震危害性分析  69
  5.5 小结  69-71
6 城市地震经济损失分析  71-82
  6.1 概述  71-72
  6.2 城市地震经济损失分析方法  72-74
    6.2.1 确定性的损失分析方法  72-73
    6.2.2 概率性的损失分析方法  73
    6.2.3 基于宏观经济指标分析方法  73-74
  6.3 城市地震直接经济损失分析  74-77
    6.3.1 城市建筑自身结构损失  74-76
    6.3.2 城市建筑室内外财产损失  76-77
    6.3.3 城市地震直接经济总损失  77
  6.4 城市地震间接经济损失分析  77-80
    6.4.1 地震间接经济损失的分类  78
    6.4.2 地震间接经济损失的评估  78-80
  6.5 青岛市市南区地震经济损失的计算  80-81
  6.6 小结  81-82
7 青岛市最优抗震设防标准的决策  82-85
  7.1 最优设防烈度  82-83
  7.2 最优设防标准的讨论  83-84
    7.2.1 提高抗震设防标准的可行性  83
    7.2.2 提高抗震设防标准的必要性  83-84
  7.4 小结  84-85
8 结语  85-89
  8.1 论文工作总结  85-87
    8.1.1 论文主要研究及成果  85-87
    8.1.2 创新点  87
  8.2 展望  87-89
参考文献  89-93
致谢  93-94
个人简历  94
发表的学术论文  94
参与的科研项目  94

城市最优化抗震设防标准的研究

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