天津农居易损性与抗震能力分布研究

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我国农村民居量大面广,从规划选址到设计施工没有正规的监督和管理。农村民居抗震能力要远远低于城市,大量的抗震能力研究和实际震害已经证明了这一点。农村民居抗震能力的强弱和农民自身经济、防震减灾意识、当地的传统做法、政府的重视程度等息息相关。我国农村民居抗震能力呈现出东强西弱的总体特点,应该说经济越发达的地区,农村民居抗震能力越强,经济越落后的地区,农民民居抗震能力越弱。而西部大部分地区和东部强震危险区往往是中强地震发生区。农村民居尤其是老旧民居材料老化、腐蚀严重,基本无任何抗震措施。在当前形势下对农村民居进行抗震能力评价和研究应该是迫在眉睫的一项工作。天津地区属于东部强震危险区,农村地区民居占比较大,尤其是第五代中国地震动参数区划图2016年将要实施,天津市一些地区的抗震设防烈度有了提高,虽然有法不溯往的原则,但是目前大多数农村民居抗震能力无法达到2020年天津市抵御6级地震的防震减灾目标已经是不争的事实,然而目前对天津地区开展农居抗震能力的研究却较少。因此开展天津地区农居地震易损性分析和抗震能力分布研究,可以为现有农居的抗震加固和未来农村民居的选址和规划提供技术支持和科学依据,为地震灾害评估,救援等工作提供基础数据。本文在国内外农村民居抗震能力评价、研究和地震安全工程分析背景的基础上,对全国典型地震农居震害和易损性进行了分析,给出了农居破坏等级的划分标准和地震易损性指数的定义;然后以天津地区有代表性的3个区县农居结构为研究对象,提出了农居抗震性能三级调查方法,对天津农居的抗震性能开展了调查与分析工作;然后对天津农居中主要的材料、构件进行了力学试验,给出了材料、构件的力学性能和墙片破坏等级的双参数划分方法和标准;然后在农居抗震性能调查和试验的基础上,对天津农居的地震易损性进行了分析,并和全国农居震害中给出的易损性指数进行了对比分析;然后对天津农居抗震能力分布进行了研究,给出了抗震能力分布和抗震能力分布指数的定义,通过人口、破坏比和结构类型及比例因素分析了天津农居抗震能力分布的特征;最后对本文的工作进行看了展望和总结。本论文主要完成了以下工作:首先,分析了国内外农居抗震能力的研究现状和背景资料,分析了全国典型地震农居震害特点、破坏特征和破坏机理,给出了易损性指数的一种定义,分析了全国典型地震农居的易损性,并对不同结构类型的易损性指数进行了对比分析。其次,对天津农居进行了抗震性能调查,给出了天津3个典型区县农居不同结构类型的抗震现状,形成了典型单体农居抗震性能调查表、结构图和自然村农居整体抗震性能调查表,为天津农居抗震能力评估和易损性分析提供基础资料;对天津农居典型中的典型材料和构件进行了力学性能试验,分别开展了泥浆、炉渣砂浆和水泥砂浆标准试块的抗压强度试验,进行了3种砂浆的砌体轴心抗压强度试验,以及12个墙片构件的拟静力试验。明确了天津典型农居墙体的抗压强度和抗剪强度,并给出了墙片破坏等级的双参数划分方法和标准。然后,在大量典型农居调查的基础上,进行了天津农居的抗震能力鉴定和易损性分析,给出了抽样自然村单栋农居的抗震能力指数、不同结构类型房屋数量分布和易损性矩阵,给出了天津农居易损性指数并和全国农居易损性指数进行了对比分析。最后,给出了抗震能力分布和抗震能力分布指数的一种定义,以及抗震能力分布指数的一种划分标准。在不同结构类型房屋数量分布和易损性矩阵的基础上,通过人口密度分布推算得到目标区房屋的总量,利用标准差法得到天津目标区农居地震抗震能力分布。
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