[发明专利]一种高层建筑形变预测方法

说明书

本发明公开了一种高层建筑形变预测方法，包括：获取测量部门的历年高层建筑形变坐标；通过级比关系对历年高层建筑形变坐标进行异常值点筛除，得到筛除点，对筛除点左右相邻的数据点按级比取值代替筛除点；根据累加求和法计算出历年高层建筑形变坐标中各层建筑中心点三维空间坐标，通过最小二乘原则分别对各层建筑中心点三维空间坐标进行最佳平移变换，得到各层目标三维空间坐标；通过灰色GM(1,1)模型求解各层目标三维空间坐标，得到各层中心点三个方向坐标值，根据各层中心点三个方向坐标值计算得到各层中心点位移和方向。

技术领域

本发明涉及建筑物形变技术领域，尤其涉及一种高层建筑形变预测方法。

背景技术

古建筑反映了一个国家和地区历史的辉煌，表现了过去的文化艺术和科学技术的伟大成就，在历经岁月沧桑后，不可避免遭受自然损害，特别是高层古建筑，长时间承受自重、气温、风力等各种作用，偶然还要受地震、飓风的影响，建筑会产生各种变形，诸如倾斜、弯曲、扭曲等。为保护古建筑，文物部门需适时对古建筑进行观测，通过有限有效的观测数据预测各种变形量，以制定必要的保护措施。

目前预测高层古建筑变形的方法主要有插值、拟合、回归分析法。低次插值法精度不高，高次具有震荡性，对于高精度的插值法计算非常复杂，不具备很好的实用性。拟合和回归分析法需要大量的有效数据，而古建筑发生形变量一般需要一定的时间积累才能被观测到，所以得到有效观测数据相对较少，导致这两类预测的精度不够高。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高层建筑形变预测方法；

本发明提出的一种高层建筑形变预测方法，包括：

S1、获取测量部门的历年高层建筑形变坐标；

S2、通过级比关系对历年高层建筑形变坐标进行异常值点筛除，得到筛除点，对筛除点左右相邻的数据点按级比取值代替筛除点；

S3、根据累加求和法计算出历年高层建筑形变坐标中各层建筑中心点三维空间坐标，通过最小二乘原则分别对各层建筑中心点三维空间坐标进行最佳平移变换，得到各层目标三维空间坐标；

S4、通过灰色GM(1,1)模型求解各层目标三维空间坐标，得到各层中心点三个方向坐标值，根据各层中心点三个方向坐标值计算得到各层中心点位移和方向。

优选地，步骤S2，具体包括：

S21、历年高层建筑形变坐标为其中i＝1,...,n，i表示第i次测量，j＝1,...,m，j表示第j个观测点，k＝1,...,c，k表示建筑的第k层，计算对应的级比和级比均值n、m、c均为正整数；

S22、设预设误差值ε＝0.0002，

若i＝1，且时，则

若i＝1，且时，则

若i＞1，且时，则

若i＝1，且时，则

若i＝1，且时，则

若i＞1，且时，则

若i＝1，且时，则

若i＝1，且时，则

若i＞1，且时，则

S23、令j＝j+1，执行步骤S22，直到j＝m；

S24、令k＝k+1，执行步骤S22、步骤S23，直到k＝c，完成对筛除点左右相邻的数据点按级比取值代替筛除点。

优选地，步骤S3，具体包括：

按照以下公式计算出历年高层建筑形变坐标中各层建筑中心点三维空间坐标其中，