基于CityEngine平臺的砌體結(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，建設三維城市地震災場對于統(tǒng)籌規(guī)劃震后救援、震前防災演練有著重要的作用。三維地震災場能夠直觀的表現(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。目前三維城市建模技術發(fā)展很快，但是在地震中的應用較少，其主要原因是國內(nèi)學者目前采用的主流方法是進行建筑物單體精細化建模，然后導入到地理信息平臺中，這種方法對于建筑物震害的表現(xiàn)較詳細，但是受計算機性能的限制，同時建模周期長。由于建筑在地震中有五種破

2、壞等級，這種單體建模的方法就需要對一個建筑建立5種模型，同時還要根據(jù)建筑不同的破壞等級導入不同的模型，這使得建模的工作量大大增加，同時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，既能達到三維災場要求的精細度，同時能夠保證建模效率，并保證不同破壞等級模型的更迭更為簡潔方便。
　　隨著地理信息技術的發(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成為了當今時代的主流方向。近些年，

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

4、高，建模的周期長，數(shù)據(jù)量龐大，對計算機要求高，成本也相對較高。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。同時建筑模型規(guī)則劃可以將建筑分成不同的構(gòu)件，每個構(gòu)件也可以賦予不同的屬性值，這樣就為不同破壞等級的建筑模擬提供了方便。本文利用CityEngine這個優(yōu)點，完成了對

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、教學樓等樓層不高的建筑，建筑形狀相對規(guī)則，易于分析震害機理，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)件剪力與強度的關系，

6、推導出構(gòu)件裂縫等級的計算方法，并應用到簡化模型上，為砌體結(jié)構(gòu)震害分布規(guī)律提供理論基礎;
　　2.通過震害實例統(tǒng)計分析得到砌體結(jié)構(gòu)震害分布規(guī)律，設計震害實例統(tǒng)計方法，給出砌體結(jié)構(gòu)震害分布計算流程，根據(jù)統(tǒng)計結(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平臺中應用震害分布規(guī)律計算方法，模擬出單個簡化模型建筑的震害分布情況，并以汶川縣城為