[发明专利]一种改进的房屋建筑物脆弱性评估方法

说明书

本发明提供一种改进的房屋建筑物脆弱性评估方法，属于建筑物脆弱性评估技术领域，通过修正原始的PTVA模型，再利用层次分析法确定各个脆弱性指标的权重值，构建北部湾地区建筑单体台风灾害下脆弱性评估模型，得出建筑单体脆弱性图。比较分析台风和热带风暴下建筑的脆弱结果，并用实地调查建筑受损程度验证脆弱性结果。本发明通过改进PTVA模型实现对广西北部湾沿海房屋建筑物脆弱性评估，与现有的评价模型相比，该模型在评价指标的选取上考虑致灾因子指标以及地理环境指标。加入这两个大类因素，PTVA模型指标体系更加完善，提高房屋建筑物脆弱性评价的精度。而在房屋建筑物属性收集采用了深度学习模型，大大减少了工作量，也能较快速的实现脆弱性评估。

技术领域

本发明涉及建筑物脆弱性评估技术领域，尤其涉及一种改进的房屋建筑物脆弱性评估方法。

背景技术

自然灾害领域最早出现脆弱性的概念，脆弱性一开始是通过自然灾害发生的概率及其造成的影响来确认和预测脆弱承灾体的危险范围。无论是国内还是国外研究学者都对脆弱性有一个普遍认识，即脆弱性的研究不仅是某个区域性问题，也是全球性范围内的问题，是评价判断某个地区发展程度的重要依据。

关于脆弱性研究的覆盖范围很广，包括在农业方面、气象方面、社会经济方面等等。进行脆弱性研究离不开构建脆弱性评价模型，本发明主要是从建筑承灾体入手，研究建筑的物理脆弱性，且本文针对的是建筑单体台风脆弱性，在国际上，建筑单体的脆弱性一般定义被为建筑的易损性。建筑的易损性意味着从建筑结构安全的角度出发，评估建筑的易损性在不同强度的台风作用下，建筑发生不同程度的损坏的可能性，或者可以说是建筑结构达到某个极限状态的概率。从国内外已有成果来看，建筑脆弱性模型的构建方法大概可以分为专家判断法、灾后调查法、概率可靠度法。这些方法各有利弊，专家经验法依靠专家自身知识经验性的判断过于主观，可能不同的专家给出的观点不尽相同；灾后调查法是通过公式化的模型定量的确定建筑的受损坏状态，这种方法需要大量的资金和人力支持，在数据获取方面极其困难；概率法构建模型时也需要耗费大量人力物力获取数据，且所需时间较长。因此，找到一个能比较快速的建筑承灾体脆弱性评估方法是比较急切需要解决的问题。

国内外大部分研究都是对地区规模的评价，这些研究不详细分析单个建筑的物理脆弱性指标。针对北部湾沿海地区的台风灾害承灾体的建筑单体的灾害脆弱性评估，将其评估结果迅速且定量地用于估计不同区域的灾后建筑损失状况，对灾后重建具有重要意义。建筑物的损毁对人民生活会产生巨大影响，对此构建建筑单体的脆弱性评价模型具有重大意义。

针对缺乏快速评估建筑脆弱性方法的背景下，本文积极探索，对PTVA模型评估建筑单体在台风下的脆弱性的作用做出了研究。2003年，奥地利学者Papathoma研究了一种评估建筑单体海啸脆弱性的方法，这就是PTVA模型的最初始版本。在此之后，Dominey-Howes等人利用在马尔代夫的2004年印度洋海啸对PTVA模型进行了现场测试，从而产生了第二代模型(PTVA-2)。Dall'Osso等人提出了PTVA模型的增强版PTVA-3，它考虑了对影响建筑物脆弱性的因素的新理解，并使用澳大利亚悉尼马鲁布拉的建筑数据成功测试了PTVA-3模型。除了评估建筑物的脆弱性，PTVA-3模型还被用于绘制疏散图和支持应急管理战略。Dall'Osso等人根据专家专业知识和见解更新PTVA-3模型的权重，改进旧版本形成新的版本PTVA-4，并在悉尼地区进行了测试。辜智慧等通过梳理建筑单体台风灾害影响因子，采用修正后的Papathoma海啸脆弱性模型评估台风灾害影响下建筑单体的物理脆弱性，成功应用于广东沿海地区。此外，辜智慧等人还在建筑单体脆弱性评估的基础上进行了区域建筑群台风灾害综合脆弱性评估方法研究。卢颖等利用修正的Papathoma海啸脆弱性评估(PTVA)模型对房屋多灾种耦合物理脆弱性进行评估。然而以上前人的关于房屋建筑脆弱性的模型研究均没由考虑台风致灾因子以及地理环境影响因素。