一种考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法技术

本发明专利技术提供一种考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，属于土木工程防灾减灾技术领域。该方法首先进行模型构建与计算，包括基于建筑信息模型的结构分析建模与三维场景建模、结构地震动力响应时程分析；然后进行非结构构件破坏判定，包括独立非结构构件的地震惯性力和摩擦力计算、基于易损性数据库的非结构构件的破坏状态判定；最后进行三维场景构建与可视化，包括天花板吊顶面板在地震力作用下随机掉落、隔墙破坏效果的纹理替换、独立非结构构件的运动状态模拟。该方法能够构建具有合理的、真实感的室内非结构构件震后三维场景，可为建筑室内应急疏散和救援相关虚拟演练提供了三维场景支持，也可直接用于地震安全相关的教学与宣传。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法
本专利技术涉及土木工程防灾减灾
，特别是指一种考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法。
技术介绍
随着建筑抗倒塌能力的提高，地震下非结构构件破坏日益突现，成为造成伤亡重要原因。2017年8月8日，四川九寨沟发生的7.0级地震中，未发现城市设防建筑倒塌的相关报道，但是因非结构构件破坏伤亡严重。以造成死伤最严重的九寨天堂洲际酒店为例，酒店主体钢筋混凝土框架结构保持完整，但是建筑的天花板、门窗及不规则石块砌筑的填充墙等非结构构件破坏严重，在地震作用下松散脱落，形成次生坠物灾害，造成5人死亡。构建考虑非结构构件破坏的建筑室内震后虚拟场景对地震时人员合理避难和疏散具有重要意义。目前，相关研究都集中在非结构构件震害预测方面(贺思维,曲哲,周惠蒙,etal.非结构构件抗震性能试验方法综述[J].土木工程学报,2017(09):20-31.)，尚无室内考虑非结构构件震害的建筑室内三维情景构建的相关方法。因此，需要一种考虑非结构构件的室内震后虚拟三维场景构建方法，以构建真实、合理的场景，服务于虚拟震后救援与疏散演练。专利
技术实现思路
本专利技术要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，其特征在于：包括步骤如下：S1：模型构建及计算：首先，进行基于建筑信息模型的结构分析建模和三维场景建模，然后，建立建筑结构的有限元数值模型，将地震动作为输入，利用弹塑性时程分析方法求解结构地震反应，得到楼层的加速度、速度、位移角数据；S2：非结构构件破坏判定：首先，计算独立非结构构件的地震惯性力和摩擦力，然后，利用结构地震动力响应时程分析得到的需求参数值，结合易损性数据库中的易损性曲线，确定出非结构构件需求参数值对应的破坏状态；S3：三维场景构建与可视化：首先，进行天花板吊顶面板在地震力作用下随机掉落场景构建，然后进行隔墙破坏效果的纹理替换...

【技术特征摘要】
1.一种考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，其特征在于：包括步骤如下：S1：模型构建及计算：首先，进行基于建筑信息模型的结构分析建模和三维场景建模，然后，建立建筑结构的有限元数值模型，将地震动作为输入，利用弹塑性时程分析方法求解结构地震反应，得到楼层的加速度、速度、位移角数据；S2：非结构构件破坏判定：首先，计算独立非结构构件的地震惯性力和摩擦力，然后，利用结构地震动力响应时程分析得到的需求参数值，结合易损性数据库中的易损性曲线，确定出非结构构件需求参数值对应的破坏状态；S3：三维场景构建与可视化：首先，进行天花板吊顶面板在地震力作用下随机掉落场景构建，然后进行隔墙破坏效果的纹理替换，最后进行独立非结构构件的运动状态模拟。2.根据权利要求1所述的考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，其特征在于：所述S1中基于建筑信息模型的结构分析建模和三维场景建模所建立的模型包括结构模型和建筑模型，其中，结构模型包括梁、柱，用于对建筑进行结构地震动力响应时程分析；建筑模型包括隔墙墙体、家具及天花板吊顶，用于地震前虚拟场景构建。3.根据权利要求1所述的考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，其特征在于：所述S1中通过结构地震动力响应时程分析，得到楼层加速度a、楼层位移角、楼层速度参数值。4.根据权利要求1所述的考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，其特征在于：所述S2中独立非结构构件具体为家具，独立非结构构件的地震惯性力和摩擦力计算具体为：利用S1中的计算得到的楼层加速度值a，并依据独立非结构构件的质量m，计算得到独立非结构构件所受的地震惯性力F＝-m×a和摩擦力f＝μ×m×g。5.根据权利要求1所述的考虑非结构构件的室内震后三维虚拟场景构建方法，其特征在于：所述S3中天花板吊顶面板在地震作用下的破坏...

【专利技术属性】
技术研发人员：许镇，张华振，靳伟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11