[发明专利]一种建筑结构变形云图处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种建筑结构变形云图处理系统及方法，所述系统包括有限元分析数据库、数据采集装置、数据传输装置和远程处理终端。有限元分析数据库设置有基于影响因素的组合的预测工况及预测工况对应的算例数据。远程处理终端内设置有有限元算例数据调用单元、点位数据提取单元、数据匹配单元、算例导出单元和BIM模型渲染单元。所述系统及方法生根据数据采集装置采集的少数测量数据，从有限元分析数据库中找到匹配的算例数据，根据算例数据渲染出具有RGB色阶三维变形云图，具有效率高、准确度高、可读性强的优点，而且通过测量数据得到的预测工况，与实际工况匹配度高，在持续使用中具有极高的成长空间。

技术领域

本发明涉及一种建筑结构变形云图处理系统及方法，属于建筑结构变形监测技术领域。

背景技术

结构变形监测及分析是建筑施工阶段、使用阶段健康监测管理的普遍需求，涉及的数据量大、分析逻辑复杂。现阶段，在实际工程项目中，针对复杂结构常在若干关键位置安装变形传感器以采集动态数据，数据分析及可视化主要通过如下三种手段实现：

第一种数据分析及可视化是以绘制单传感器监测值随时间的变化曲线为主，管理者只能查阅大量的单点数据，视觉效果差，难以对复杂空间结构的整体变化有全面认识。

第二种数据分析及可视化是借助商用有限元分析软件进行正向建模分析，需要输入单一工况的计算参数及假定边界条件，计算生成三维变形云图，但由于现场实际发生的情况有随机性，且不易第一时间了解，计算参数及边界条件往往难以做到与实际情况完全相符，导致计算结果与实际监测结果不符，准确性差，而且有限元计算软件常需要几十分钟甚至几小时来生成计算结果，时效性差。

第三种数据分析及可视化方法是通过实际监测数据，由专业的从业人员基于经验估计现场情况，确定有限元分析的初始参数和边界条件，计算取得有限元变形数据，结合实际监测数据进行修正，但这种方式在修正的过程中本身就会降低最终生成云图的准确性。

综上，有必要研发一种准确性高、时效性强、视觉效果好的复杂结构变形云图处理系统及方法。

发明内容

针对现有的一种建筑结构变形云图处理系统及方法所存在的问题，本申请提供了一种建筑结构变形云图处理系统及方法，具有准确性高、时效性强、视觉效果好的优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种建筑结构变形云图处理系统，所述系统包括：

有限元分析数据库，所述有限元分析数据库包含M个预测工况的算例数据；所述预测工况是建筑结构变形的N种影响因素赋值后组合的集合；所述算例数据是有限元模型在预测工况下的S个节点的变形数据；其中M、N、S为已知数；

数据采集装置，设置于建筑结构R个测量节点上，用于采集建筑结构测量节点变形数据；其中R为已知数，R远小于S；

数据传输装置，用于将数据采集装置采集的变形数据传输至远程处理终端；

远程处理终端，包括有限元算例数据调用单元、点位数据提取单元、数据匹配单元、算例导出单元和BIM模型渲染单元；其中，有限元算例数据调用单元用于在有限元分析数据库中调取建筑结构各种预测工况下的算例数据；点位数据提取单元用于在算例数据中找出与测量节点对应的变形数据；数据匹配单元用于找出与测量数据最匹配的算例数据；算例导出单元用于将最匹配的算例数据传输至BIM模型渲染单元；BIM模型渲染单元用于将接收到的算例数据转化为RGB色阶值，在BIM模型中渲染出三维变形云图。

相应地，本申请还提供了一种建筑结构变形云图处理方法，采用所述的建筑结构变形云图处理系统进行操作，所述处理方法包括如下步骤：