城市建筑物震害及震害经济损失预测方法研究

摘要

城市一旦遭遇地震，势必会造成巨大的经济损失和人员伤亡。在破坏性地震事件发生前，合理地预测建筑物在地震作用下的破坏程度，正确评价城市各类房屋的抗震能力及合理预测震灾经济损失，能为震后应急救灾以及编制城市的抗震防灾规划提供指导信息。传统的地震损失预测通常采用易损性清单方法，即需要评估区域内各类建筑结构的详细资料和诸多物理、结构参数，但所需收集的建筑物资料过多、过细，必将耗费巨大的人力、财力和物力，因此，搜集如此详细的资料很难做到，也就无法利用传统的震灾损失估计方法快速得到地震灾害损失的定量估计。因此，需要发展一种快速简便的震害损失预测评估方法，与传统方法进行互补，提高地震灾害定量化研究的水平。
　　 本文以此为出发点，对城市一般建筑物的震害快速预测及震害经济损失快速预测方法做了进一步研究。首先，本文总结和归纳了常用的地震灾害损失预测评估方法及其特点，阐述了发展一种快速简便的震害损失预测评估方法的重要意义。其次，本文利用房屋建筑的主要特征参数，通过模糊层次分析法赋予特征参数不同的权重，采用模糊数学中的欧式距离来度量两幢建筑物的相似程度，提出了基于特征参数类比的建筑物震害快速预测方法，使得现场调查数据工作简单易行。第三，本文在收集1989年以来我国破坏性地震的现场调查评估资料和震时灾区人口、GDP等相关资料基础上，把遗传优化的神经网络模型引入到震灾经济损失预测理论中来，结合传统的宏观易损性模型，建立了基于GA-ANN宏观易损性模型的震灾经济损失快速预测方法，与传统方法进行互补。最后，运用本文所建立的方法对某市的高层建筑进行了确定性预测，并与传统方法的预测结果作了比较，结果表明了本文方法的可行性和合理性；应用本文方法对汶川大地震的经济损失进行初步的评估分析，并与有关部门公布的汶川地震经济损失评估结果进行了对比，进一步说明了本文方法的可行性和适用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1城市地震灾害

1.1.1 我国的地震灾害

1.1.2城市地震灾害特点

1.2进行城市建筑物震害预测研究的意义

1.2.1城市抗震防灾规划

1.2.2城市建筑物震害预测的地位

1.3 国内外震害损失预测研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4本文的研究意义和研究内容

1.4.1研究意义

1.4.2研究内容

1.4.3论文研究的技术路线

2地震灾害损失预测理论

2.1地震灾害损失及其分类

2.1.1直接经济损失

2.1.2间接经济损失

2.2地震灾害经济损失预测常用方法综述

2.2.1一般性方法

2.2.2易损性分类清单法

2.2.3宏观易损性方法

2.3建筑物震害预测方法综述

3基于特征参数类比的建筑物震害预测方法研究

3.1几个基本术语

3.1.1建筑物震害等级划分

3.1.2震害指数

3.1.3平均震害指数

3.1.4震害矩阵

3.2基于特征参数类比的震害预测法的基本原理

3.3基于模糊层次分析法的建筑物特征参数权重的确定

3.3.1房屋建筑的分类

3.3.2特征参数的选择及量化

3.3.3特征参数权重的确定方法的选择

3.3.4特征参数权重的计算

3.4基于特征参数类比的震害预测法的步骤

3.5实例验证

3.5.1建筑物调查情况

3.5.2基于特征参数类比的建筑物震害预测

4基于GA-ANN宏观易损性模型的震灾经济损失预测方法研究

4.1人工神经网络和遗传算法理论

4.1.1 人工神经网络基本原理

4.1.2 BP神经网络及其改进

4.1.3遗传算法理论

4.1.4遗传算法和神经网络的结合

4.2基于GA-ANN的宏观易损性模型的建立

4.2.1样本数据的收集与处理

4.2.2输入层和输出层的设计

4.2.3隐含数和隐层节点设计

4.2.4遗传算法优化神经网络的权值和阈值

4.2.5遗传优化的BP神经网络及MATLAB实现

4.3模型的训练分析

4.4模型的仿真结果分析与评价

4.5基于GA-ANN宏观易损性模型在汶川地震损失评估中的应用

4.5.1本文模型在汶川地震四川省的经济损失评估中的应用

4.5.2与民政部、国家汶川地震委员会的评估结果对比分析

5结论

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录样本原始数据

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢