土木工程结构台风易损性评估研究

论文摘要

台风灾害作为一种严重的自然灾害,给人类带来了巨大的灾难。我国东南沿海地区是世界上台风登陆最频繁的地区之一,受台风影响,每年都有大量土木工程结构发生风灾破坏,尤其是在广大的村镇地区,低矮房屋抗风能力很差,经常出现区域性的破坏倒塌现象。为了对土木工程结构的台风灾害损失进行评估和预测,从而给公共部门的防台减灾决策提供依据,本文主要围绕沿海村镇地区的土木工程结构台风易损性评估进行方法研究。全文共分为四章:第一章是绪论。阐述了土木工程结构台风易损性评估研究的目的和意义,分析了国内外有关土木工程结构易损性评估的研究现状,介绍了本文主要研究内容。第二章是结构台风易损性评估过程与方法。首先确定了结构台风易损性评估过程,即根据台风强度评估指标和结构破坏等级评估指标建立结构台风易损性模型。其次,阐述了专家判断、经验统计、结构试验、数值模拟四种结构台风易损性评估方法的原理、应用现状及优缺点,对理论、试验、经验及仿真科学一体化的结构台风易损性综合评估方法提出前景性的展望。第三章是区域结构台风灾害调查评估方法。首先,确定了一种基于工程经验判断的区域结构台风灾害调查方法。其次,根据已有研究资料对村镇地区的低矮房屋进行了结构分类、结构台风破坏状态划分,确定了低矮房屋的结构台风破坏形式和相应构件破坏等级标准。然后,根据影响因素对村镇低矮房屋予以聚类,继而,提出区域结构破坏状态模糊综合评价方法来评估区域每一聚类房屋的结构综合破坏状态。运用该调查评估方法,可得到相应于每一聚类房屋的台风资料、房屋资料、环境资料及综合破坏评价资料。从而,为区域结构台风易损性评估提供数据支持。第四章是区域结构台风易损性曲线和易损性矩阵。首先,提出了结构台风易损性曲线(包括结构平均破坏台风易损性曲线和结构超越破坏台风易损性曲线)的形成方法,通过引入一元回归分析方法,结合区域台风风速、房屋类型、建造历史、房屋选址、和房屋破坏五项指标及结构超越破坏台风易损性曲线理论,提出结构台风易损性曲线一元回归模型的建立方法。其次,提出了结构台风易损性矩阵的构成方法,通过引入BP神经网络,结合区域台风风速、结构类型、建造历史、施工质量、房屋选址、房屋布局和房屋破坏七项指标及结构台风易损性矩阵理论,建立了结构台风易损性矩阵神经网络模型,并给出预测应用示例。最后是结论。对本文工作及研究成果进行了总结,并对进一步研究提出展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的与意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 研究目的与意义
• 1.2 国内外结构易损性评估的研究现状及分析
• 1.2.1 国外结构地震易损性评估研究现状
• 1.2.2 国内结构地震易损性评估研究现状
• 1.2.3 国外结构台风易损性评估研究现状
• 1.2.4 国内结构台风易损性评估研究现状
• 1.3 课题来源和本文主要内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 本文主要研究内容
• 第2章 结构台风易损性评估过程与方法
• 2.1 引言
• 2.2 结构台风易损性评估过程
• 2.2.1 台风强度评估指标
• 2.2.2 结构破坏程度评估指标
• 2.2.3 结构台风易损性模型的建立
• 2.3 结构台风易损性评估方法
• 2.3.1 专家判断的方法
• 2.3.2 经验统计的方法
• 2.3.3 结构试验的方法
• 2.3.4 数值模拟的方法
• 2.3.5 综合评估方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 区域结构台风灾害调查评估方法
• 3.1 引言
• 3.2 区域台风灾害调查
• 3.2.1 调查分区
• 3.2.2 调查项目
• 3.2.3 资料汇编
• 3.3 研究假定
• 3.4 区域台风风速的确定
• 3.4.1 有效最大平均风速的概念
• 3.4.2 有效最大平均风速的确定
• 3.5 村镇低矮房屋台风灾害
• 3.5.1 低矮房屋结构分类
• 3.5.2 结构台风破坏状态
• 3.6 区域结构破坏程度评估
• 3.6.1 区域房屋聚类
• 3.6.2 模糊综合评判方法原理
• 3.6.3 区域结构破坏状态模糊综合评价
• 3.7 本章小结
• 第4章 区域结构台风易损性曲线和易损性矩阵
• 4.1 引言
• 4.2 区域结构台风易损性曲线
• 4.2.1 结构平均破坏台风易损性曲线
• 4.2.2 结构超越破坏台风易损性曲线
• 4.3 结构台风易损性曲线回归模型
• 4.3.1 回归分析技术
• 4.3.2 结构台风易损性曲线回归样本
• 4.3.3 结构台风易损性曲线型式选择
• 4.3.4 结构台风易损性曲线一元回归模型
• 4.4 区域结构台风易损性矩阵
• 4.5 结构台风易损性矩阵神经网络模型
• 4.5.1 人工神经网络技术的基本原理
• 4.5.2 BP 神经网络
• 4.5.3 结构台风易损性矩阵神经网络模型设计
• 4.5.4 结构台风易损性矩阵神经网络模型应用示例
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢