[发明专利]一种基于中轴线的三维构筑物加固方法

权利要求书

1.一种基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：获取三维构筑物对应的3D模型的中轴线，并在三维构筑物内部沿所述中轴线的映射轨迹设置加固框架；所述中轴线为3D模型中与模型边缘有三个及以上切点的所有最大内切球的球心所共同构成的线；所述三维构筑物为内部中空的多面体或者杆件框架，以便于有空间布置加固框架；

所述3D模型的中轴线获取方法为：

S1：获得3D模型中的所有顶点，并判断每个顶点的凹凸性；

S2：对3D模型的每个凸顶点，以该凸顶点作为中轴线的一个起始点，作经过该点的中轴线分支；作中轴线分支时，遍历该凸顶点直接相连的所有面元素与边元素的组合，以两两之间均不存在包含关系的三个元素为一组，检查与三个元素均相切的球体是否为3D模型的内切球，若为内切球，则从起始点开始沿这三个元素的所有内切球球心轨迹延伸形成该凸顶点的中轴线分支；

S3：当多条中轴线分支经过延伸后交于一点时，将交于一点的所有分支合并成一个新分支，并将这一交点作为中轴线新分支的起始顶点继续延伸；且每条新分支继续延伸时，首先将交于该新分支起始顶点的所有分支都共有的相切元素去除，以剩下的所有分支的相切元素作为新分支的相切元素，沿着这些相切元素的所有内切球球心轨迹延伸生成中轴线新分支；

S4：对于中轴线分支产生的交点，不断重复步骤S3的操作，直到所有的中轴线分支都已经连结在一起，则以3D模型内部的所有连续的中轴线分支共同作为该3D模型的中轴线。

2.如权利要求1所述的基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：所述的步骤S1中，每个顶点的凹凸性判断方法为：

若该顶点直接相连的三个元素对应的内切球的球心轨迹落在3D模型内部，且对应的切点落在三个元素内部，则该顶点为凸顶点，否则该顶点为凹顶点；所述的元素为点、边、面。

3.如权利要求1所述的基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：所述的步骤S3中，当新分支在延伸过程中，某个相切元素上的切点移动到元素的边缘时，则将该相切元素替换为与该元素的相邻元素，并继续生成分支。

4.如权利要求1所述的基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：所述的三维构筑物为内部中空的多面体。

5.如权利要求1所述的基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：所述的多面体为三棱锥、正方体、长方体或其他复杂形状。

6.如权利要求4所述的基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：所述的三维构筑物为3D打印模型，所述的加固框架与3D打印模型本体同步打印成型。

7.如权利要求4所述的基于中轴线的三维构筑物加固方法，其特征在于：所述的三维构筑物为建筑结构框架，所述的加固框架由加固材料浇筑或者由结构件拼接而成。