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昆明凤凰村地震疏散仿真研究

2020-12-10阅读(476)

昆明凤凰村地震疏散仿真研究

论文摘要

20世纪80年代至21世纪初,城中村处于高速发展的时期,而砌体结构正是其主要的结构形式。云南省作为地震高发区,砌体结构又由于抗倒塌能力差,变形能力小等特点,一旦遭受地震作用极易造成大规模的人员伤亡和财产损失。进行疏散演练耗时耗力,并且不能完全还原地震下的真实情况。因此,本文在软件中建立等比例建筑结构与凤凰村整体结构模型,模拟人员在遭遇地震时的疏散过程,得到居民所需安全疏散时间RSET,利用增量动力分析确定出居民楼的可用安全疏散时间ASET，对比RSET与ASET,得出人员伤亡情况,为发生类似情况提供科学有效的理论与技术支撑。本文以凤凰村为研究对象,通过问卷调查的方式对凤凰村居民随机发放了208份问卷,结合SPSS20.0的统计分析功能,找到影响地震疏散的相关因素,主要包括教育程度、年龄、地震疏散相关知识、逃生路线、疏散路径的选择、第一心理反应、第一行为反应等。对凤凰村的居民楼、道路交通、地震应急避难场所等进行了详细调研,同时通过实地调研数据并结合国内外文献,总结出疏散人员的特征指标。对社会力模型进行改进,利用AnyLogic仿真软件对凤凰村五栋典型居民楼完成建模,考虑家具对地震疏散的影响,得到人员在8度基本设防烈度地震和罕遇地震作用下各自的RSET。借助ABAQUS有限元软件,采用增量动力分析对五栋砌体结构居民楼进行分析,得出在8度基本设防烈度地震和罕遇地震作用下各楼层的倒塌时间与各楼层人员安全逃生的概率,并采用抗震鉴定标准估计结构的抗震性能。最终对凤凰村进行整体建模,确定了在8度基本设防烈度地震和罕遇地震作用下人员的总疏散时间,对比REST与ASET,发现当昆明市发生8度罕遇地震时,凤凰村大部分房屋会倒塌,将会产生大量人员伤亡。通过改进的蚁群算法对地震后的疏散路径进行优化,能够将疏散效率提高,从而为制定地震疏散方案提供更为有效的科学依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 选题背景及意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 人群疏散模型研究现状
  •     1.2.2 地震疏散研究现状
  •   1.3 本文主要的研究内容
  • 第二章 凤凰村地震疏散影响因素分析
  •   2.1 地震疏散问卷调查
  •     2.1.1 地震疏散问卷调查题目设置
  •     2.1.2 问卷调查数据分析
  •     2.1.3 指标信度、效度的检验
  •     2.1.4 变量因子分析
  •   2.2 疏散人员心理及行为调查分析
  •     2.2.1 心理反应分析
  •     2.2.2 行为反应分析
  •   2.3 疏散人员特征指标
  •     2.3.1 个体特征指标
  •     2.3.2 运动状态指标
  •   2.4 人员安全疏散的条件
  •   2.5 凤凰村地震疏散的物理环境
  •     2.5.1 凤凰村概况
  •     2.5.2 建筑物调查及分析
  •     2.5.3 建筑物抗震性能调查及分析
  •     2.5.4 道路交通调查及分析
  •     2.5.5 地震应急避难场所调查及分析
  •   2.6 本章小结
  • 第三章 典型居民楼行人疏散仿真模拟
  •   3.1 社会力模型基本简介
  •   3.2 社会力模型的改进
  •   3.3 AnyLogic软件基本简介
  •     3.3.1 优点及建模方式
  •     3.3.2 建模过程
  •   3.4 居民楼建模仿真
  •     3.4.1 居民楼物理环境建模
  •     3.4.2 地震疏散参数设置
  •     3.4.3 人员拥堵位置分析
  •   3.5 人员RSET分析
  •   3.6 本章小结
  • 第四章 砌体结构增量动力分析
  •   4.1 增量动力分析介绍
  •     4.1.1 增量动力分析基本原理
  •     4.1.2 增量动力分析过程
  •   4.2 ABAQUS中模型参数设定
  •     4.2.1 有限元分析软件及求解器的选取
  •     4.2.2 材料的本构模型
  •     4.2.3 单元类型的选择
  •     4.2.4 阻尼体系的选择
  •   4.3 居民楼模型分析
  •     4.3.1 模态分析
  •     4.3.2 地震波的选取
  •     4.3.3 IDA曲线绘制
  •     4.3.4 结构倒塌易损性分析
  •   4.4 居民楼ASET分析
  •   4.5 ASET与RSET对比
  •   4.6 人员安全疏散概率
  •   4.7 本章小结
  • 第五章 凤凰村地震疏散仿真模拟
  •   5.1 凤凰村疏散场景的建立
  •   5.2 疏散仿真模型参数设置
  •     5.2.1 个体人员参数设置
  •     5.2.2 疏散场景参数设置
  •   5.3 疏散场景及边界条件的设定
  •     5.3.1 疏散场景的设定
  •     5.3.2 边界条件的设定
  •   5.4 疏散模拟数据统计与分析
  •     5.4.1 8度基本设防烈度地震作用
  •     5.4.2 8度罕遇地震作用
  •     5.4.3 疏散过程统计与分析
  •   5.5 疏散策略优化
  •     5.5.1 蚁群算法及其改进
  •     5.5.2 疏散策略优化分析
  •   5.6 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 展望
  • 附录1
  • 附录2
  • 附录3
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 徐子祺

    导师: 肖梅玲

    关键词: 砌体结构,地震疏散,社会力模型,增量动力分析,疏散模拟

    来源: 云南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地球物理学

    单位: 云南大学

    分类号: P315.9

    总页数: 135

    文件大小: 12682K

    下载量: 47

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