[发明专利]基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法

权利要求书

1.一种基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在砌体结构所有外立面墙体粘贴标识物，以作为图像变形矫正和实际尺寸换算的参照物；

步骤2、图像采集：对砌体结构所有外立面进行拍照；

步骤3、对步骤2采集到的图像进行目标识别以输出二值图：使用SegFormer模型对图像中的房屋立面、门窗洞口和标识物的轮廓进行识别；

步骤4、基于步骤3输出的二值图，进行参数测量并获取房屋总层数level；其中，参数包括房屋立面、门窗洞口和标识物各自的实际尺寸和位置；具体包括：

利用OpenCV对标识物进行变形矫正，统计房屋立面和门窗洞口的所需尺寸像素数量pixel、标识物边长所占像素数量mark_pixel，由下式计算实际尺寸：

L＝pixel/mark_pixel×30cm；

其中，实际尺寸包括房屋轮廓、标识物、门窗洞口各自的宽度、高度、中心点坐标；

使用MobileViTV3模型按房屋层数对图像进行分类，输出房屋总层数level；

步骤5、层高和开洞率计算：根据步骤4获取的房屋总高度house_height和总层数level，按下式计算各层层高H：

H＝house_height/level；

计算墙体开洞率ω_i以用于计算后续步骤6中抗侧刚度K；ω_i＝各层洞口的总面积/该层墙面面积计算；

步骤6、基于步骤5获取的层高H，进行结构等效总重力荷载G_eq与抗侧刚度K计算，以用于后续步骤7中抗震验算与评级：

其中，结构等效总重力荷载G_eq：

G_eq,i＝A·(q_d+q_l)；

q_l＝2.0kN/m²；

A＝L_x·L_y；

其中，L_x-房屋在横向上的宽度；

L_y-房屋在纵向上的宽度；

B-墙体厚度；q_m-墙体材料容重；q_f-楼板材料容重；h_f-楼板厚度；

其中，抗侧刚度K计算：由当地统计资料确定砌体弹性模量E、剪切模量G，计算第i层墙体等效截面面积A_w,i、轴压比ν_i、墙体的等效截面惯性矩I_i，结合步骤5获取的层高H和开洞率ω_i，根据下式计算各层墙体的弹性刚度K_i，平行的两面墙体的弹性刚度K_i累加，即为该方向墙体的抗侧刚度K；

其中，

具体包括以下步骤：

步骤6B1、计算各层墙体等效截面面积A_w,i：

n＝edge_y_num-1；

其中，第i层中，由第j列的宽度l_ij的数量l_i,size、第k行的高度h_ik的数量h_i,size构造二维列表isHole，默认元素为1，当墙体第j列第k行区域为开洞区域时，将isHole对应元素为0；

由门窗洞口边界坐标edge_y_i组成edge_y_i列表，edge_y_num为edge_y_i列表元素数量；

由门窗洞口边界坐标edge_x_i组成edge_x_i列表；

由edge_x_i列表相邻元素两两相减，得到各列宽度l_ij数据列表；

由edge_y_i列表相邻元素两两相减，得到各行高度h_ik数据列表；

步骤6B2、计算各层轴压比ν_i；

其中，f_m-砌体抗压强度；

步骤6B3、计算各层墙体的等效截面惯性矩I_i：

D_ij-墙体划分的第j列区域形心至墙体中轴的横向距离；

步骤7、以层间位移角Δθ_e,i为指标对结构的抗震性能进行验算与评级：

F_Ek＝α₁G_eq；

最后根据层间位移角Δθ_e,i进行结构评级。