高烈度地震区社区房屋抗震性能评估及疏散能力研究

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云南省处于印度板块与欧陆版块碰撞带的东南侧,地壳运动剧烈,具有频度高、强度大、分布广、震源浅、灾害重的特征,强烈的地震作用造成大量房屋倒塌和人员伤亡。据统计,云南省遭受地震灾害最严重的结构类型为城中村自建砌体结构,这种自建砌体结构大多未经正规设计,纵横墙体之间缺少拉接,房屋整体性差;村民自建房未做过地基处理,出现砂土液化、地基不均匀沉降引起房屋开裂、倾斜现象;存在加盖楼层导致自建房高宽比大于2.0不符合抗震设防规范等。这一系列现象表明了城中村房屋抗震性能差,除此之外楼内居住人口多、人员密度大,且缺乏安全通道,无法满足紧急疏散时人员疏散速度与流量的要求,一旦发生强震,城中村的房屋不光会倒塌还将造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此一方面需要将城中村房屋进行抗震性能评估,确定该房屋在遭受多大地震作用影响时会危及居民安全。另一方面需要进行地震疏散研究,将抗震性能评估与地震疏散两方面相结合,制定合理的地震应急方案,减少人员伤亡。本文以昆明市大树营村为研究对象,对大树营村建筑结构、交通道路、人数分布、抗震设施等进行详细调研,确定地震发生时可疏散的安全区域。借助问卷调查获取大树营村居民个体指标以及其他地震疏散相关参数,为下文疏散模拟提供相应数据,并使用SPSS对其效度、信度进行验证。使用Sap2000有限元软件对5栋典型居民楼进行增量动力分析,得到在8度设防地震和8度罕遇地震下居民楼的倒塌概率和倒塌时间,确定居民的可用安全逃生时间ASET,并基于FEMAP-58中Pact软件对5栋居民楼的人员伤亡率进行预测。结合Anylogic软件中行人库模型建立5栋居民楼的疏散环境,基于改进的社会力模型对其进行地震疏散仿真模拟,得到居民的所需逃生时间RSET,通过对比ASET和RSET得到仿真模拟出来的人员伤亡率。最后对大树营村进行整体地震下的仿真疏散模拟,得到整体村民在8度设防地震和8度罕遇地震下的人员伤亡情况。对于城中村地震疏散应急预案的制定具有一定的指导意义和参考价值。
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