Intelligent information acquisition methods and seismic damage prediction of rural masonry building groups

我国村镇地区砌体结构分布广、数量大、抗震性能普遍较差，且具有结构形式多样、无数据和随机性强等特点，获取其建筑信息是实现震害预测的前提和基础，但传统人工检测技术效率低、不经济。为此，提出了一种图像识别与模糊推理相结合的村镇砌体建筑群信息智能获取方法。建立了基于卷积神经网络的砌体建筑图像识别模型，结合图像测量技术获取建筑几何信息；提出了基于模糊推理的砌体结构隐蔽信息确定方法，可有效提取村镇砌体结构墙体属性、构造措施、材料强度等隐蔽属性信息；依据获取的建筑信息与场地信息，分别建立单体结构力学模型与空间地震动场模型，通过结构地震动力响应分析实现村镇区域砌体建筑群的震害预测。最后，对北方地区某村落进行群体建筑信息获取和震害预测，结果表明,基于影像数据的图像识别和图像测量技术可以有效获取村镇建筑结构类型以及外观尺寸信息,提出的模糊推理方法可以高效、准确地识别砌体建筑群的隐蔽信息，进一步通过对震害场景的数值模拟，实现村镇区域群体建筑震害的有效预测。     

青海村镇砌体结构房屋抗震缺陷分析

青海玉树地震中砌体结构的严重震害表明,村镇砌体结构房屋存在着较大的抗震缺陷。依据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)的抗震设防标准,通过玉树地震中砌体结构房屋表现出的震害特征,从墙体、结构基础、结构体系及结构布置四方面对青海村镇砌体结构房屋存在的主要抗震缺陷进行了分析,并结合青海省现有村镇砌体结构房屋在抗震性能方面存在的主要问题,提出了相应的加固改造措施。     

村镇建筑基于性态标准的地震易损性分析

针对目前村镇建筑与城市采用统一抗震设防标准、不考虑其在不同地域社会经济发展水平方面的差异及村镇地区阶层之间收入差距的实际情况,引入基于性态抗震设防思想,将村镇建筑分为农村、乡镇、县城三个层次,在制订的基于性态抗震设防标准的基础上,进行相应的地震易损性分析。建立相对于不同性态标准和目标(不同层数、构造措施、砖砌体强度和砂浆强度)的18种典型砌体结构模型。运用蒙特卡洛法考虑地震动和砌体结构模型的随机性,运用MATLAB程序进行非线性计算,通过对大量数据的回归分析,得出不同性态标准砌体结构模型的地震易损性曲线。结果表明:按照农村、乡镇、县城三个层次不同性态设防标准设计的村镇结构,在将来可能遇到的地震中将会出现不同的震害表现,验证了将村镇地区分三个层次研究其抗震设防的合理性。     

村镇木构建筑震害预测方法

对村镇传统建筑进行抗震保护是村镇抗震防灾规划的一项重要内容。本文针对我国村镇木构建筑的震害特性进行了研究,提出了村镇木构建筑的模糊震害预测法。通过某城镇郊区村镇中木构建筑震害预测的实例表明,该方法简单易行、结果可靠。本文提供的方法可为今后类似结构的震害预测提供参考。     

长宁6.0级地震村镇建筑震害调查与分析

2019年6月17日,四川省宜宾市长宁县发生MS6.0级地震及多次余震,对长宁地区造成了严重的影响,大量村镇建筑受到了不同程度的破坏。对长宁地区进行了震害调查,从地震直接灾害和次生灾害两个方面,分析不同形式结构的震害特征和破坏原因。震害调查和分析结果表明：在此次地震中,木结构和钢筋混凝土框架结构主体结构震害较轻,但仍有少量木结构出现了倒塌,部分框架结构出现了吊顶、填充墙等非结构构件的破坏;砌体结构则是当地村镇建筑的主要结构形式,由于缺乏正规的抗震设计和有效抗震构造措施,在此次地震中破坏最为严重,是导致人员伤亡的主要原因。根据震害原因和四川省的具体情况,对村镇建筑的抗震加固、抗震构造措施、非结构构件抗震和地震次生灾害防治提出了几点建议,以提高村镇建筑抗震防灾能力,供我国城乡抗震韧性建设和评估参考。     

江西村镇既有砌体房屋抗震性能调查与分析

针对我国村镇房屋抗震能力普遍较差的现状,对江西省重点监视区内的8个县(市) 24个乡镇72个自然村开展村镇房屋抗震能力抽样调查,获得了大量江西村镇既有砌体房屋的建造年代、结构特点、施工质量、构造措施等基础数据。依据调查资料,首先结合九江地震等历史震害,总结了江西村镇砌体房屋的震害特点及不足;然后,通过震害预测方法,得到所调查的江西村镇既有砌体房屋的震害矩阵,对比分析了不同地区砌体房屋的抗震性能,并对江西村镇既有砌体房屋的抗震能力现状进行评述。结果表明:九江地区村镇既有砌体房屋的抗震性能较九江-瑞昌地震之前有所提高;与赣州地区相比,九江地区的房屋抗震性能总体较好;江西村镇既有砌体房屋基本满足当地的抗震设防要求,但在高烈度地震作用下仍存较大震害隐患。最后,给出针对村镇砌体房屋的防震减灾建议,为村镇房屋的建设、加固改造工作提供参考。     

村镇建筑基础隔震技术研究综述

我国村镇民居抗震能力普遍低下,具有极大的地震安全隐患。采用低成本简易隔震技术是提高村镇建筑抗震安全的一种有效途径。本文阐述了我国村镇民居建筑结构抗震能力现状,总结了我国主要的几种村镇建筑结构类型,分析了村镇建筑震害及其原因;总结了村镇建筑现有隔震技术,分析了每类隔震技术的优缺点;对村镇隔震技术的应用提出了建议和展望。本文研究内容可为隔震技术在村镇建筑中的应用提供参考,从而进一步推进隔震技术的应用与发展。     

村镇免支模砌体抗震建筑技术

通过对我国村镇结构房屋的震害总结,分析了传统圈梁、构造柱技术在村镇建筑中难以落实使用的原因,提出了适用于各设防烈度区的装配式构造柱圈梁新技术,以期通过简便易行的手段提高村镇结构房屋的抗震能力.     

91卫图助手在建筑结构震害预测工作中的应用

基于目前建筑结构震害预测工作的发展趋势及其重要性、必要性和迫切性,结合91卫图助手软件的强大功能,以重庆市永川区为例,使用软件下载并统计建筑结构的基本地形和影像数据,再通过震害预测方法对建筑结构群体进行震害预测,同时考虑地形地势对震害预测的影响。采用91卫图助手能有效地降低建筑结构震害预测现场调查工作的时间成本和经费成本,是完成震害预测中建筑信息采集工作的一种有效途径。     

村镇既有砌体结构民居建筑抗震性能现状分析

针对我国新农村建设和抗震救灾、农房重建加固改造工作中缺乏能够反映农村民居现状基础数据的问题,在全国19个省、市、自治区的68个行政村开展村镇建筑抗震性能的调研。根据调研资料,分析我国村镇既有砌体结构民居建筑抗震性能现状,给出一些统计数据,指出村镇砌体结构房屋在抗震设计、构造、施工中存在的问题,并剖析其原因,提出一些提高村镇砌体结构抗震性能的措施,为村镇民居建筑的建设、加固改造工作提供参考。     

基于二次模糊修正的钢筋砼单层工业厂房震害预测综合评判模式

以往的震害预测模糊综合评判模式，没有区分模糊与非模糊因素，预测结果只是各种因素的加权平均综合，不能反映出某一宏观烈度下的震害异常。本文从多维混合模糊推理出发，导出了基于二次模糊修正的综合评判模式，提出了震害异常问题的处理方法。并应用此模式对钢筋砼单层工业厂房进行了震害预测。     

基于无人机技术的村落建筑群火灾蔓延模型的构建

摘 要：建筑信息匮乏、缺乏图纸是村落建筑群火灾防控面临的首要问题。针对传统的现场测绘工作量大、费用高、获取数据信息不精确等问题,在现场勘察获取典型单体建筑详细建模数据的基础上,采用无人机倾斜摄影技术获取村落建筑群地理信息数据,并建立村落建筑群火灾蔓延分析模型。进一步采用简化分析方法确定建筑群不同建筑起火后的火灾蔓延情况及火灾蔓延损失。最后以云南省某村落为研究对象,建立了该村落的火灾蔓延模型并分析了火灾蔓延风险。结果表明：该方法能有效获取村落建筑群火灾蔓延模型的建模数据,并为后续的火灾蔓延风险分析提供数据支持。     

城市区域建筑群地震灾害场景仿真的高真实感可视化方法研究

地震灾害场景仿真是提高城市综合抗震防灾能力的重要手段,建筑震害高真实感的可视化是地震灾害场景仿真的重要内容。为提高城市区域建筑群震害模拟结果的可视化效果,研究采用易于获取的城市3D多边形模型,开发了建筑对象识别算法和楼面外形生成算法,实现了建筑外形数据自动获取;提出建筑位移插值和建筑外形网格重划分处理方法,实现了建筑群震害的高真实感可视化;并将该方法运用于北京CBD建筑群的震害结果高真实感可视化,该可视化的结果显著优于常规的2.5D可视化方法。文中的成果可为地震灾害场景仿真研究提供参考。     

徐州某建筑结构的动力特性及地震反应分析

本文运用有限元分析软件对一高层建筑进行结构动力特性分析,建立高层建筑结构的三维计算模型,计算了该建筑物的固有特性;并采用时程分析法进行了地震反应分析,分别计算了四种地震波作用下顶层水平位移的时程曲线、水平位移沿楼高的分布曲线以及顶层加速度的时程曲线。计算结果表明,利用ANSYS软件建立三维模型,能较好的进行结构的抗震分析,并且为抗震设计人员提供可靠的依据。     

多层、高层建筑结构弹塑性动力、静力分析

应我国高层、超高层建筑发展需要,我们对建筑结构弹塑性动力反应分析软件进行了探索研究,在“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE”的基础上,开发了一套简单实用的建筑结构弹塑性动力、静力分析软件EPDA。目前的EPDA软件提供了两种弹塑性分析方法,一种是弹塑性动力时程分析法,其力学模型有三种:层模型、平面模型和空间模型;另一种是弹塑性静力分析方法,就是通常所说的静力推覆分析方法。EPDA软件是我国第一套商品化的弹塑性分析软件,可以按任意给定方向计算结构的弹塑性时程响应,适用于各种材料的高层及超高层建筑结构,包括钢筋混凝土结构、钢结构和钢与混凝土混合结构,同时,程序中还考虑了多塔、转换层等结构特性。EPDA软件具有如下特点:(1)前后处理功能强,自动读取SATWE和Sat2000的设计分析结果,对钢筋混凝土构件,给出自动选筋结果,用户可以交互修改成实配钢筋;(2)采用纤维束模型模拟梁、柱、支撑等一维构件,纤维束模型的适用性好,不受截面形式和材料限     

取证·诊断·循证:环境气候作用下青海丹噶尔城隍庙壁画的建筑病理学探索

传统文物建筑保护修缮勘察工程仅采集建筑病害结果,未能针对勘察结果进行有效的建筑病理分析,也未能有效地结合计算机模拟技术进行非调查时段的环境微气候模拟认识。将循证原理结合建筑病理学,提出了基于图像层析法的建筑病害循证诊断新技术,并以丹噶尔城隍庙为例,运用图像层析技术解析建筑病害特征与环境特征,再结合计算机技术模拟不同季节的微气候环境,运用图层叠合技术研判建筑病理学中建筑病害因果构成机理。研究结果表明强风、降雨、降雪冻融、日照温差大是造成东西配殿壁画建筑病害的重要因素。该方法的运用使得建筑病害机理推论更具科学性和严谨性,分析结果可提炼成为修缮工程计划制定的重要参考。     

基于改进FMEA法的装配式混凝土建筑建造质量风险评价

为了有效分析装配式混凝土建筑关键建造质量风险因素，提高相关方质量管理水平，对建造质量风险因素进行收 集归纳，建立装配式混凝土建筑建造质量风险评价指标体系，提出基于模糊 TOPSIS 和变权法改进的 FMEA 风险评价模型。 考虑装配式混凝建筑风险指标评价要素状态值的多变性，将惩罚型变权法引入评价要素客观权重确定中，建立各风险指标 评价要素的加权规范化矩阵，再利用 TOPSIS 逼近理想解的原理进行风险排序，得到风险优先等级，并结合实例验证该方 法的可行性和可操作性，从而为装配式混凝土建造质量风险管理提供一种新思路。     

Seismic fragility analysis of low-rise unreinforced masonry structures

Unreinforced masonry (URM) is one of the most common structural types for low-rise buildings in the United States. Its dynamic behavior is highly nonlinear, and generally shows high vulnerability to seismic loading. Despite the need for seismic risk assessment of this class of structures, the fragility curves for URM buildings based on analytical models are scarce in the field of earthquake engineering. This study performs seismic fragility analysis of a URM low-rise building. Fragility curves are developed for a two-story URM building designed to represent a typical essential facility (i.e., a firehouse) in the central and southern US (CSUS) region. A structural modeling method is proposed such that it can be effectively used for fragility analysis without significant increase in computational time, and maintains an acceptable level of accuracy in representing the nonlinear behavior of the structures. A set of fragility curves are developed and include different configurations of the out-of-plane walls and their associated stiffness. The fragility analysis shows that the seismic performance of URM buildings is well below the desirable building seismic performance level recommended by current seismic codes, indicating high vulnerability of URM buildings within the CSUS region. It is also shown that the out-of-plane wall stiffness should not be ignored in the risk assessment of URM buildings because the overall seismic performance of URM buildings is rather sensitive to the out-of-plane wall stiffness. The analytical fragility curves developed are compared with those of HAZUS. The comparison shows that the analytical fragility curves developed have lower variation in the seismic response than those of HAZUS. Several reasons for the discrepancy are discussed. The model-based analytical fragility curves developed in this study can increase the accuracy and effectiveness of seismic risk assessment of essential facilities of the CSUS region. Moreover, the structural modeling method introduced in this study can be effectively used for development of the fragility curves of URM buildings.     

BIM技术在文物建筑保护中的应用可能性研究

本文研究在建筑信息模型BIM中记录文物建筑生命周期中的所有信息的方法,基于三维数字技术的全息几何模型的浏览,整体建筑的历史人文信息、设计与建造信息、灾害与维修信息的记录与查询,局部构件的物理属性、历史信息、施工工艺等记录与查询,基于BIM的文物建筑管理、文物建筑分析。为文物保护决策提供可靠依据,为文物建筑的研究提供最全面的信息。