城市震害模擬中的RC框架結構自動化精細建模方法研究.pdf

1、我國地震頻發(fā)，地震曾造成了大量人員傷亡和財產損失。震害經驗表明，建筑的倒塌是造成人員傷亡的最主要因素。隨著我國城市化的快速發(fā)展，大量人口和財富在城市聚集，城市變得日益復雜和脆弱，作為城市活動的主要載體的建筑，其抗震性能對城市的抗震能力至關重要。因此，需要采取措施最大限度的減輕地震災害風險，提高我國城市地震災害防御能力。目前，數值模擬手段已成為分析城市建筑群地震行為（特別是缺乏震害經驗的區(qū)域）的重要手段，可用于評估城市的抗震減災能力，發(fā)現

2、城市薄弱環(huán)節(jié)，為政府開展防震減災工作提供有力的依據。
　　城市建筑群震害模擬的重要挑戰(zhàn)之一是如何對數量龐大的城市建筑進行合理建模，并準確地模擬出建筑物在地震下的破壞行為。獲取每一棟建筑結構的圖紙和詳細信息有一定的局限性和很大的難度，建立模型并對其進行數值模擬、計算分析過程繁瑣復雜，耗時時間長，需要投入大量的人力、物力和財力，不切合實際，難以實現。目前，城市層次的逐棟建模主要基于簡化的層模型，并充分利用GIS數據對城市進行自動化建模

3、。為了進一步克服層模型缺乏對結構破壞模式、損傷細節(jié)和損傷機理等因素考慮的不足，本文針對城市中最為典型的結構形式—鋼筋混凝土(RC)框架結構，探索出了基于精細纖維模型結構的自動化精細建模方法。本文主要工作包括:
　　(1)總結歸納了鋼筋混凝土結構在地震作用下的動力特性和典型震害，對國內外不同結構震害模擬方法進行了對比分析，并提出了目前研究中急需解決的問題。
　　(2)建立了基于精細纖維模型的RC框架結構自動化精細建模方法，并進

4、行了程序實現。在已知結構層數、屋頂形狀及面積的條件下，基于框架結構自振周期經驗公式估算出結構的自振周期，運用結構動力學理論和多高層結構建筑設計方法求解出結構的層間剛度和梁、柱尺寸?；谝?guī)范要求，提出了梁、柱截面的簡化配筋方法，最終實現了從有限建筑信息到每個構件配筋的自動化設計方法。
　　(3)采用非線性有限元軟件MSC.MARC的命令流和參數化建模技術，給出了自動化建模技術的程序實現方法，并實現了基于用戶子程序THUFIBER的框