基于地区抗震能力差异的建筑物地震易损性和人员伤亡估计精细化研究

With the rapid economic development, social wealth and population are highly centralized. Hazard-bearing bodies on earthquake disasters are more and more dense and prominent. At the same time, due to the diversity of economy, natural and cultural environment, the difference of seismic capacity among different districts are huge. Engineering Structures, fortification level, population scale and economic development level have obvious differences in different cities and different regions in the same province, which lead to diverse seismic performance. Even more in the same city, seismic performance of engineering structures also have large difference among municipal district, suburb, town and villages. Principle for seismic capacity division on different regions based on kilometer grid data will be established after analysis on population, economy, characteristics of engineering and earthquake fortification level etc. Methods for earthquake damage prediction of single building and group buildings suitable for different regions will be studied considering on factors of spatial distribution of buildings, structure types and characteristics, building-time and function etc. Combining seismic casualty and losses results of destructive earthquakes happened in recent years, refinement research on seismic casualty assessment will also be carried out under the probabilistic or scenario earthquake. Finally, seismic capacity classification results, building vulnerability and number of casualty of Sichuan province will be calculated for verifying methods.

随着我国经济的快速发展，社会财富和人口高度集中，地震灾害承载体越来越密集和突出。同时，经济发展的不平衡，自然、人文和地理环境差异必然导致不同区域抗震能力不同。同一省份的不同城市、不同区域之间的工程结构、设防水平、人口规模和经济发展水平等有明显的差异，导致其抗震能力显著不同；即便是在同一城市，其市辖区、郊区、城镇和农村等不同地区工程结构抗震能力依然有很大差异。本项目拟通过分析在同一区域内不同地区人口规模、经济发展水平、工程结构构造特点等，建立其以公里网格为单元的抗震能力划分原则；考虑不同分类情况下的建筑物空间分布情况、结构类型及构造特点等因素，研究适用于不同地区的建筑物单体和群体震害预测方法；结合近些年来破坏性地震人员伤亡及损失结果，对地震人员伤亡评估方法开展多因素影响的精细化研究，建立不同地区人员伤亡评估模型。以四川省为例，给出抗震能力分区分类结果、建筑物地震易损性和人员伤亡预测结果。

由于我国各地区自然条件、文化背景、历史沿革、抗震设防演变、人口和财富的不同，造成我国城乡不同区域各类建筑存在明显的多样性、抗震能力差异显著。本项目围绕我国不同区域典型建筑结构抗震能力差异明显且结构地震易损性具有时空差异性中的关键科学问题，采用现场调查、空间信息技术、统计资料分析等手段，获得了人口、经济、建筑物等社会多元基础数据，研究给出了其与区域建筑物抗震能力的关联关系，采用层次分析法，揭示了人口、经济、土地利用类型、设防标准、行政区划属性与建筑物抗震能力水平的关联关系，构建了区域建筑物抗震能力分区分类评价理论体系，并以抗震能力综合指数为指标将我国不同区域建筑物抗震能力分成了1～12类区域，绘制了中国大陆区域建筑物抗震能力空间展布图，宏观地展示了我国不同地区建筑物抗震能力水平。其次，通过对百余个城市和地区的建筑物易损性研究及实际地震震害资料的分析，采用模糊相似算法建立了不同地区各类结构地震易损性分析模型。根据此方法，获得了全国不同地区典型建筑结构近百个预测矩阵。同时，统计分析了1990-2013年我国地震人员伤亡数量及空间分布情况，通过分析伤亡人数同房屋结构类型、地震发生时间和地点等因素之间的关联关系，基于区域建筑物抗震能力分区分类评价结果，建立了以公里网格为计算单元的地震人员伤亡评估方法。最后，以四川省为例，计算给出了四川省建筑抗震能力分区分类评价结果、地震易损性分析结果和人员伤亡预测结果。本项目研究成果对各级政府震前指导本地防震减灾规划、震时指挥地震应急、损失评估等工作有重要指导意义。