基于CityEngine平臺(tái)的砌體結(jié)構(gòu)震害三維模擬.pdf

1、隨著智慧城市新興概念的發(fā)展，建設(shè)三維城市地震災(zāi)場(chǎng)對(duì)于統(tǒng)籌規(guī)劃震后救援、震前防災(zāi)演練有著重要的作用。三維地震災(zāi)場(chǎng)能夠直觀的表現(xiàn)出地震區(qū)域建筑的破壞情況，為震前的防震演練工作和震后救援工作提供指導(dǎo)。目前三維城市建模技術(shù)發(fā)展很快，但是在地震中的應(yīng)用較少，其主要原因是國內(nèi)學(xué)者目前采用的主流方法是進(jìn)行建筑物單體精細(xì)化建模，然后導(dǎo)入到地理信息平臺(tái)中，這種方法對(duì)于建筑物震害的表現(xiàn)較詳細(xì)，但是受計(jì)算機(jī)性能的限制，同時(shí)建模周期長。由于建筑在地震中有五種破

2、壞等級(jí)，這種單體建模的方法就需要對(duì)一個(gè)建筑建立5種模型，同時(shí)還要根據(jù)建筑不同的破壞等級(jí)導(dǎo)入不同的模型，這使得建模的工作量大大增加，同時(shí)建筑模型的更迭速度也大大降低，所以急需一種城市三維模擬技術(shù)，既能達(dá)到三維災(zāi)場(chǎng)要求的精細(xì)度，同時(shí)能夠保證建模效率，并保證不同破壞等級(jí)模型的更迭更為簡潔方便。
　　隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，二維地理信息的分析和處理已經(jīng)滿足不了人們的需要，更加直觀更多信息的城市三維模擬技術(shù)成為了當(dāng)今時(shí)代的主流方向。近些年，

3、隨著智慧城市概念的發(fā)展，城市三維建模技術(shù)有了很大的提高，同時(shí)也遇到了新的問題，城市級(jí)別建筑模擬技術(shù)需要建筑模型達(dá)到一定的精細(xì)度，同時(shí)還要兼顧計(jì)算機(jī)的性能，以及三維場(chǎng)景的建立周期?，F(xiàn)在主流的城市三維建模技術(shù)主要為傾斜攝影配合三維地理信息平臺(tái)，將傾斜攝影的圖片和建筑屬性掛接，達(dá)到模型精度和建模效率同時(shí)提升的效果，對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算性能要求高。還有采用手工建立建筑模型導(dǎo)入地理信息平臺(tái)的方法，此方法一般用于項(xiàng)目規(guī)劃，市政工程管理等方面，模型的精細(xì)度

4、高，建模的周期長，數(shù)據(jù)量龐大，對(duì)計(jì)算機(jī)要求高，成本也相對(duì)較高。CityEngine軟件提出了規(guī)則建模的概念，將之前的直觀建模轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦蚪?，這種將建筑模型規(guī)則化的方法極大地縮短了城市建筑群的建模周期，建立一類建筑的規(guī)則文件，應(yīng)用到不同屬性的地塊上，便完成了該類建筑的模型建立。同時(shí)建筑模型規(guī)則劃可以將建筑分成不同的構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件也可以賦予不同的屬性值，這樣就為不同破壞等級(jí)的建筑模擬提供了方便。本文利用CityEngine這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，完成了對(duì)

5、砌體結(jié)構(gòu)建筑的震害模擬。
　　砌體結(jié)構(gòu)建筑是城市中比較常見的建筑，多用于住宅、醫(yī)院、教學(xué)樓等樓層不高的建筑，建筑形狀相對(duì)規(guī)則，易于分析震害機(jī)理，震害分布存在一定規(guī)律。在中國砌體結(jié)構(gòu)建筑仍然有很大的數(shù)量，對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)的震害模擬有一定的必要性。砌體結(jié)構(gòu)建筑中墻體為主要承重構(gòu)件，墻體破壞對(duì)于結(jié)構(gòu)安全性能影響很大，砌體結(jié)構(gòu)墻體的震害特征也十分明顯。
　　本文的主要研究工作為:
　　1.通過理論分析砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件剪力與強(qiáng)度的關(guān)系，

6、推導(dǎo)出構(gòu)件裂縫等級(jí)的計(jì)算方法，并應(yīng)用到簡化模型上，為砌體結(jié)構(gòu)震害分布規(guī)律提供理論基礎(chǔ);
　　2.通過震害實(shí)例統(tǒng)計(jì)分析得到砌體結(jié)構(gòu)震害分布規(guī)律，設(shè)計(jì)震害實(shí)例統(tǒng)計(jì)方法，給出砌體結(jié)構(gòu)震害分布計(jì)算流程，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到震害分布函數(shù)L(d)、M(d)、H(d)、樓層影響函數(shù)F(i)、構(gòu)件影響系數(shù)βj、形狀影響系數(shù)γk;
　　3.在CityEngine平臺(tái)中應(yīng)用震害分布規(guī)律計(jì)算方法，模擬出單個(gè)簡化模型建筑的震害分布情況，并以汶川縣城為