【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于异型钢结构变形评估领域，尤其涉及一种基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法。
技术介绍
1、随着建筑行业的不断发展，建筑造型和结构形式日益复杂多样，异型钢结构因其独特的造型和良好的力学性能，在大型体育场馆、展览馆、机场航站楼等公共建筑以及一些地标性建筑中得到了广泛应用。这些异型钢结构往往具有不规则的形状、复杂的空间结构和大跨度等特点，传统的结构变形评估方法难以直接适用，需要针对其特点开发专门的评估技术。
2、钢结构的变形直接关系到结构的安全性和稳定性。过度的变形可能导致结构构件的应力集中，降低结构的承载能力，甚至引发结构破坏和安全事故。对于异型钢结构，由于其结构形式复杂，潜在的变形风险更高，因此需要更加精确和可靠的变形评估技术来确保结构的安全。
3、在工程质量验收和使用过程中，对钢结构变形的控制也有严格的要求。准确评估异型钢结构的变形情况，有助于及时发现施工过程中的质量问题，以及在使用阶段对结构的健康状况进行监测和评估，保障结构的正常使用和耐久性。
4、近年来，激光测量技术、全站仪测量技术、三维激光扫描技术、数字图像相关技术等先进测量手段不断涌现和发展，为异型钢结构变形评估提供了更精确、更高效的数据采集方法。这些技术可以快速获取结构表面的三维坐标信息，精确测量结构的变形量和变形分布，为变形评估提供了丰富的数据支持。
5、传感器技术的进步使得可以在结构中安装各种类型的传感器，如应变传感器、位移传感器等，实现对结构变形的实时监测。通过传感器网络获取的实时数据，可以及时
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法解决了现有方法未考虑连接点之间变形会相互影响的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，包括：
3、获取异型钢结构上布设的所有临时支撑点的三维坐标；
4、基于各临时支撑点的三维坐标对异型钢结构进行空间面划分，得到若干个待测钢结构空间面；
5、对异型钢结构进行建模，利用仿真技术模拟不同工况下的响应，得到各待测钢结构空间面上的形变传导关系；
6、将各待测钢结构空间面上的边界点和临时支撑点作为监测点，并采集各监测点处的形变数据，基于各待测钢结构空间面上的形变传导关系完成异型钢结构变形评估。
7、进一步地，所述基于各临时支撑点的三维坐标对异型钢结构进行空间面划分，得到若干个待测钢结构空间面，具体为：
8、在异型钢结构的边缘均匀设置若干个边界点，获取各边界点和临时支撑点所在切面的斜率和三维坐标；
9、根据各边界点和临时支撑点的三维坐标，利用dbscan密度聚类算法进行聚类，得到若干个密集簇类；
10、根据各边界点和临时支撑点所在切面的斜率，判断各密集簇类中最大斜率差值是否大于差值阈值，若是，将当前密集簇类标定为再分簇类，否则，将当前密集簇类标定为最终簇类；
11、对再分簇类，基于各边界点和临时支撑点所在切面的斜率，利用k-means聚类算法进行聚类，得到再分簇类的簇类子集；
12、基于最终簇类和再分簇类的簇类子集进行空间面划分，得到若干个待测钢结构空间面。
13、进一步地，各所述待测钢结构空间面包括基于最终簇类和簇类子集划分得到的空间面以及最终簇类和簇类子集划分结束后，异型钢结构剩余部位上的封闭空间面。
14、进一步地，所述基于最终簇类和簇类子集划分得到的空间面的约束条件为：
15、
16、其中，为基于最终簇类或簇类子集划分得到的空间面的面积；为最大值函数；为选取的第个作为图形边界的点；为由个点连接形成的封闭图形的面积；为最终簇类或簇类子集；为的补集，全集为；为基于最终簇类或簇类子集划分得到的空间面所包括的异型钢结构表面的点云集合。
17、进一步地，所述对异型钢结构进行建模，利用仿真技术模拟不同工况下的响应，得到各待测钢结构空间面上的形变传导关系，具体为：
18、a1、根据各待测钢结构空间面的连接点和连接关系，构建各待测钢结构空间面的三维拓扑结构；
19、a2、将各待测钢结构空间面的三维拓扑结构上的边界点和临时支撑点作为基准点，除基准点外的点作为连接点；
20、a3、对异型钢结构进行建模，利用仿真技术模拟不同工况下的响应，得到不同工况下各待测钢结构空间面上各基准点和各连接点的形变数据，将不同工况下各待测钢结构空间面上各连接点的形变数据作为形变关系验证数据集，将不同工况下各待测钢结构空间面上各基准点的形变数据作为基础形变数据集；
21、a4、获取当前待测钢结构空间面；
22、a5、根据当前待测钢结构空间面的三维拓扑结构，获取各连接点与基准点的连接关系：
23、
24、其中，为第个连接点与基准点的连接关系；为第个连接点到第个基准点的连接步长，所述连接步长为当前待测钢结构空间面的三维拓扑结构上连接点到基准点所要经过的最少的边数量；
25、a6、初始化基于时间演变的形变传导方程；
26、a7、根据形变关系验证数据集和基础形变数据集，提取若干组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据，并基于各连接点与基准点的连接关系，量化当前待测钢结构空间面的自然损耗下的形变传导：
27、
28、其中，为当前待测钢结构空间面的自然损耗下的形变传导，表示自然损耗下单位时间内单步长的形变传导；为第组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据的单步长损耗传导；为无外部环境影响且运作时间不同的形变数据的编号，按照运作时间由短到长进行正序排序；为无外部环境影响且运作时间不同的形变数据的样本总数；为第1组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据的单步长损耗传导；为第组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据的运作时间；为第1组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据的运作时间；为基准点总数；为第个连接点到第个基准点的连接步长；为连接点总数；为第组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据中第个连接点的形变；为第组无外部环境影响且运作时间不同的形变数据中第个基准点的形变；
29、a8、根据形变关系验证数据集和基础形变数据集，提取组运作时长与相同但有外部环境影响的形变数据样本集，并获取环境因素影响下当前待测钢结构空间面的形变传导；
30、a9、根据基础形变数据集中的基础形变样本，利用基于时间演变的形变传导方程预测各连接点的形变，并根据形变关系验证数据集计算形变预测误差；
31、a10、判断形变预测误差是否小于误差阈值，若是，返回进行下一基础形变样本的预测，否则，根据当前待测钢结构空间面的自然损耗下的形变传导和环境因素影响下当前待测钢结构空间面的形变传导更新基于时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述基于各临时支撑点的三维坐标对异型钢结构进行空间面划分，得到若干个待测钢结构空间面，具体为：
3.根据权利要求2所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，各所述待测钢结构空间面包括基于最终簇类和簇类子集划分得到的空间面以及最终簇类和簇类子集划分结束后，异型钢结构剩余部位上的封闭空间面。
4.根据权利要求3所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述基于最终簇类和簇类子集划分得到的空间面的约束条件为：
5.根据权利要求1所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述对异型钢结构进行建模，利用仿真技术模拟不同工况下的响应，得到各待测钢结构空间面上的形变传导关系，具体为：
6.根据权利要求5所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述A6中基于时间演变的形变传导方程的表达式为：
7.根据权利
8.根据权利要求5所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述A9中形变预测误差的表达式为：
9.根据权利要求5所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述A10中更新后的基于时间演变的形变传导方程的表达式为：
10.根据权利要求5所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，将各待测钢结构空间面上的边界点和临时支撑点作为监测点，并采集各监测点处的形变数据，基于各待测钢结构空间面上的形变传导关系完成异型钢结构变形评估，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述基于各临时支撑点的三维坐标对异型钢结构进行空间面划分，得到若干个待测钢结构空间面，具体为：
3.根据权利要求2所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，各所述待测钢结构空间面包括基于最终簇类和簇类子集划分得到的空间面以及最终簇类和簇类子集划分结束后，异型钢结构剩余部位上的封闭空间面。
4.根据权利要求3所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述基于最终簇类和簇类子集划分得到的空间面的约束条件为：
5.根据权利要求1所述基于监测点数据关联的异型钢结构变形评估方法，其特征在于，所述对异型钢结构进行建模，利用仿真技术模拟不同工况下的响应，得到各待测钢结构空间面上的形变传导关系，具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，毛卫东，彭顺起，刘杨，刚轶金，范仕国，修利成，陈书龙，蒙勇富，闫方明，
申请(专利权)人：中国机械工业建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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