自然灾害是当今人类面临的全球性重大问题之一。其中,风灾(因暴风、台风或飓风过境而造成的灾害)则是发生频率最高、影响最为严重的灾害之一。我国是世界上受台风影响最严重的国家之一,从华南到华东长达1.7万多公里的沿岸地带更是常受台风之害。近年来,因台风灾害造成的人员伤亡虽然有所减少,但造成的经济损失却有明显增长之势。风灾统计表明,风灾损失主要是由广大村镇地区的低矮民居破坏所造成。由于建筑构造与建筑环境等因素的影响,低矮房屋的抗风能力较差,经常出现区域性的结构破坏或倒塌现象。相比于高耸结构的抗风研究而言,有关低矮房屋抗风研究较少。因此,开展适应我国典型村镇房屋风灾损失的专题研究,研制损失评估软件,具有迫切的现实意义。基于上述背景和现状,本文开展的村镇群体低矮民居强风灾害研究主要内容概括如下:(1)以东南沿海地区常见的双坡两层砖混结构房屋为研究对象,通过有限元模拟分析其在风荷载作用下的整体抗风能力。风荷载是由Davenport功率谱模拟的脉动风速时程转换得到,时长5min,参考风速为1Om高度处35m/s(12级风力)。有限元分析结果表明,结构的最大层间位移角及各主要承重构件的主拉/压应力均小于破坏极限值,但屋面板与门窗这两种围护构件均产生了破坏。因此,对低矮房屋的抗风研究应该侧重于围护结构。(2)系统地分析、归纳出了强风荷载作用下群体低矮民居围护结构的破坏特征。以群体九宫格低矮房屋为研究对象,采用MATLAB程序建模,并通过随机抽样方法,模拟了不同围护构件(屋面瓦、屋面板及门窗)在风荷载作用下的破坏情况。首先考虑了建筑面积密度及风向角的变化,采用FLUENT模拟了群体建筑间的风致干扰效应,将风压系数模拟结果应用到群体低矮民居的表面风荷载计算中。此外,基于不同围护构件之间的相互作用以及不同构件的物理属性,模拟了群体房屋围护构件在不同风向角、不同风速、不同建筑面积密度下的破坏情况。最后,基于模拟结果进行统计分析,得到了建筑面积密度以及建筑位置的变化对房屋围护结构破坏的影响程度及规律。(3)开展了沿海地区强风致村镇建筑的损失评估研究。结合围护结构破坏特征及灾后调查报告,对低矮民居的围护结构及主体承重结构分别建立破坏系数矩阵,提出了充分考虑结构类型、保存完好程度、群体建筑间相互作用等影响因素的强风致村镇建筑损失模型。进—步,基于群体民居围护结构破坏特征及风灾损失模型,并结合工程实际对各围护构件及主体承重结构进行破坏区间划分,定义了受损房屋的不同破坏等级,得到了不同结构类型、不同保存完好程度低矮房屋的风灾易损性曲线。相比目前研究,本文的群体低矮民居风灾损失评估方法可综合体现出更多因素的影响特点,评估标准明确且适用范围更广。(4)基于ArcGIS在地理信息数据分析以及图形显示方面的优势,采用VB.NET语言对ArcGIS进行二次开发,建立了能够实现台风风速计算、风灾致村镇建筑破坏预测以及相应建筑直接经济损失分析等功能的台风灾害管理系统。同时,为验证本文强风致村镇建筑损失评估方法的有效性,检验预测结果与实际情况的符合程度,在我国台风多发典型地区—厦门市芸美村进行了现场调研,将芸美村各类房屋信息输入系统中开展相应的台风灾害模拟与预测。模拟结果与实际风灾调查报告具有良好的可比性,验证了该系统及损失评估方法的可行性和有效性。