【摘要】：我國地震頻發(fā),地震曾造成了大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。震害經(jīng)驗(yàn)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(cái)富在城市聚集,城市變得日益復(fù)雜和脆弱,作為城市活動(dòng)的主要載體的建筑,其抗震性能對城市的抗震能力至關(guān)重要。因此,需要采取措施最大限度的減輕地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),提高我國城市地震災(zāi)害防御能力。目前,數(shù)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(jīng)驗(yàn)的區(qū)域)的重要手段,可用于評估城市的抗震減災(zāi)能力,發(fā)現(xiàn)城市薄弱環(huán)節(jié),為政府開展防震減災(zāi)工作提供有力的依據(jù)。城市建筑群震害模擬的重要挑戰(zhàn)之一是如何對數(shù)量龐大的城市建筑進(jìn)行合理建模,并準(zhǔn)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(jié)構(gòu)的圖紙和詳細(xì)信息有一定的局限性和很大的難度,建立模型并對其進(jìn)行數(shù)值模擬、計(jì)算分析過程繁瑣復(fù)雜,耗時(shí)時(shí)間長,需要投入大量的人力、物力和財(cái)力,不切合實(shí)際,難以實(shí)現(xiàn)。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(shù)據(jù)對城市進(jìn)行自動(dòng)化建模。為了進(jìn)一步克服層模型缺乏對結(jié)構(gòu)破壞模式、損傷細(xì)節(jié)和損傷機(jī)理等因素考慮的不足,本文針對城市中最為典型的結(jié)構(gòu)形式—鋼筋混凝土(RC)框架結(jié)構(gòu),探索出了基于精細(xì)纖維模型結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化精細(xì)建模方法。本文主要工作包括:(1)總結(jié)歸納了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力特性和典型震害,對國內(nèi)外不同結(jié)構(gòu)震害模擬方法進(jìn)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(xì)纖維模型的RC框架結(jié)構(gòu)自動(dòng)化精細(xì)建模方法,并進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)。在已知結(jié)構(gòu)層數(shù)、屋頂形狀及面積的條件下,基于框架結(jié)構(gòu)自振周期經(jīng)驗(yàn)公式估算出結(jié)構(gòu)的自振周期,運(yùn)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論和多高層結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)方法求解出結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)了從有限建筑信息到每個(gè)構(gòu)件配筋的自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法。(3)采用非線性有限元軟件MSC.MARC的命令流和參數(shù)化建模技術(shù),給出了自動(dòng)化建模技術(shù)的程序?qū)崿F(xiàn)方法,并實(shí)現(xiàn)了基于用戶子程序THUFIBER的框架結(jié)構(gòu)彈塑性分析。(4)選取了3個(gè)實(shí)際RC框架結(jié)構(gòu),分別對其進(jìn)行基于圖紙的手工建模和基于本文建議方法的自動(dòng)化精細(xì)建模。通過對結(jié)構(gòu)自振周期和在地震作用下的層間位移角的對比分析,驗(yàn)證了本文提出的RC框架結(jié)構(gòu)自動(dòng)化精細(xì)建模方法的合理性與可行性。
【圖文】：

混凝土受壓應(yīng)力—應(yīng)變曲線

鋼筋受拉應(yīng)力—應(yīng)變曲線
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU375.4;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2580422