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专利号: 202510286958X
申请人: 安徽建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:获取建筑构件表层光谱反射率数据,设定检测范围,提取光谱特征,整合形成时间序列数据,获取构件光谱特征参数;

S2:基于所述构件光谱特征参数,计算吸收率变化,分析光谱数据均方差,结合老化模型划分老化等级,获取建筑构件老化等级指标;

S3:使用所述建筑构件老化等级指标,分析承重构件轴向力、剪切力、弯矩,结合地基沉降、风荷载、地震影响,评估力学均衡状态,计算老化影响下的承载能力变化,推导结构变形趋势,获取建筑结构形态偏移趋势值;

S4:根据所述建筑结构形态偏移趋势值,计算构件几何参数,筛选拼接关系,结合风格数据库比对形态特征,获取建筑构件形态适配参数;

S5:调用所述建筑构件形态适配参数,从BIM数据库提取建筑几何信息,调整对接关系,优化结构,建立建筑模型重构步骤;

S3具体步骤为:

S301:获取所述建筑构件老化等级指标,分析承重构件的轴向力、剪切力及弯矩分布,分析构件的受力情况,整理计算结果,形成承重构件应力分布数据;

S302:基于所述承重构件应力分布数据,计算构件在差异化荷载影响下的应力变化数值,调用地基沉降、风荷载及地震影响数据,分析环境因素对力学均衡状态的偏移量,筛选偏移量高于设定阈值的构件,计算老化影响下的承载能力变化值,提取差异化荷载作用下的应力变动范围,得到力学均衡偏移参数;

S303:调用所述力学均衡偏移参数,分析构件的应力变化趋势,计算结构形态的累积偏移值,推导差异化老化等级下的结构变形趋势,获取建筑结构形态偏移趋势值;

S4具体步骤为:

S401:获取所述建筑结构形态偏移趋势值,计算构件的主轴方向、比例参数及边缘曲率,筛选符合形态测算标准的构件,整理计算结果,形成构件几何形态参数;

S402:基于所述构件几何形态参数,分析构件几何适配性,筛选符合拼接关系的构件,计算相邻构件的连接偏移量,比较构件边缘的曲率差异,筛选拼接误差在设定阈值范围内的构件对,提取适配度较高的构件组合,得到构件拼接适配参数;

S403:调用所述构件拼接适配参数,结合风格数据库的形态特征数据,计算构件形态与风格基准的匹配度,筛选匹配度高于设定标准的构件,获取建筑构件形态适配参数。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,所述构件光谱特征参数包括光谱吸收率特征值、光谱边界变化点、光谱时间序列数据,所述建筑构件老化等级指标包括老化分级阈值、光谱偏移量、材料衰变速率,所述建筑结构形态偏移趋势值包括结构稳定性偏移量、受力均衡变化值、形态变形预测参数,所述建筑构件形态适配参数包括几何匹配度、构件拼接适配性、风格特征对比结果,所述建筑模型重构步骤包括构件对接调整、几何结构优化、建筑整体数据整合。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,获取建筑构件表层光谱反射率数据,设定检测范围,提取光谱特征,整合形成时间序列数据,获取构件光谱特征参数的具体步骤为:S101:获取建筑构件表层材料的光谱反射率数据,设定检测范围,识别波长区间及分辨率,调用设定范围测量光谱反射率,整理数据形成光谱反射率曲线数据;

S102:基于所述光谱反射率曲线数据,提取吸收峰的吸收率及对应波长值,计算相邻吸收峰的吸收率差值,筛选变化幅度大于设定阈值的边界点,获取光谱曲线边界变化点数据,计算整体吸收率均值,整合光谱曲线的特征吸收信息,得到光谱特征吸收参数;

S103:调用所述光谱特征吸收参数,按照时间序列排序光谱参数,计算时序点间特征变化,提取变化范围及稳定区间,整合形成构件光谱特征参数。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,基于所述构件光谱特征参数,计算吸收率变化,分析光谱数据均方差,结合老化模型划分老化等级,获取建筑构件老化等级指标的具体步骤为:S201:获取所述构件光谱特征参数,选定光谱曲线的波长点,计算波长点的吸收率,整理吸收率数据,形成波长吸收率分布数据;

S202:基于所述波长吸收率分布数据,分析光谱曲线的均方差,分析吸收率的离散程度,计算拟合曲线的误差值,比较曲线与测量数据的偏差程度,筛选误差高于设定阈值的区域,提取光谱曲线的衰变特征,得到光谱衰变趋势参数;

S203:调用所述光谱衰变趋势参数,对比差异化老化等级下的阈值区间,筛选符合老化等级边界的光谱参数,划分构件的老化等级,获取建筑构件老化等级指标。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,所述结构形态的累积偏移值计算公式具体为: ;

其中, 代表结构形态的累积偏移值, 代表第 个测量时刻构件的X方向位移坐标,代表初始时刻构件的X方向坐标, 代表第个测量时刻构件的Y方向位移坐标, 代表初始时刻构件的Y方向坐标, 代表第 个测量时刻构件的Z方向位移坐标,代表第 个测量时刻的弯矩影响因子, 代表测量时间步长的总数。

6.根据权利要求1所述的基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,所述建筑构件形态与设定的风格基准的匹配度计算公式具体为:;

其中, 代表建筑构件形态与设定的风格基准的匹配度, 代表第 项构件的实际形态参数数值, 代表第 项风格数据库中的基准形态参数数值, 代表第 项形态参数的权重系数, 代表第 项构件的实际曲率参数数值, 代表第 项风格数据库中的基准曲率参数数值, 代表第 项曲率参数的调整系数, 代表形态参数项的总数, 代表曲率参数项的总数。

7.根据权利要求1所述的一种基于BIM的历史建筑模型构建方法,其特征在于,调用所述建筑构件形态适配参数,从BIM数据库提取建筑几何信息,调整对接关系,优化结构,建立建筑模型重构步骤的具体步骤为:S501:调用所述建筑构件形态适配参数,从BIM数据库提取建筑构件的几何信息,筛选符合拼接关系的构件,整理数据形成建筑构件几何信息集;

S502:基于所述建筑构件几何信息集,调整构件对接关系,计算相邻构件的连接偏移量,筛选偏移量在设定阈值范围内的构件对,优化构件拼接顺序,调整结构构件的空间定位参数,提取优化后的构件组合,得到优化构件拼接参数;

S503:调用所述优化构件拼接参数,整合优化后构件的几何信息,调整整体建筑结构关系,整理空间构件数据,建立建筑模型重构步骤。

8.一种基于BIM的历史建筑模型构建系统,其用于执行权利要求1‑7任一项所述的一种基于BIM的历史建筑模型构建方法,所述系统包括:光谱特征提取模块获取建筑构件表层材料的光谱反射率数据,采集光谱反射率曲线,提取峰值吸收率、边界变化点及平均吸收率,整合光谱特征形成时间序列数据,获取构件光谱特征参数;

老化评估模块基于所述构件光谱特征参数,计算波长点的吸收率,分析光谱数据的均方差及曲线拟合误差,结合老化模型进行对比分析,划分老化等级阈值,获取建筑构件老化等级指标;

力学稳定分析模块使用所述建筑构件老化等级指标,分析承重构件的轴向力、剪切力及弯矩分布,计算构件应力变化数值,结合地基沉降、风荷载、地震影响,通过环境因素评估力学均衡状态,推导结构变形趋势,获取建筑结构形态偏移趋势值;

形态匹配计算模块根据所述建筑结构形态偏移趋势值,计算构件主轴方向、比例参数、边缘曲率,分析几何适配性,结合风格数据库比对形态特征,获取建筑构件形态适配参数;

BIM模型重构模块调用所述建筑构件形态适配参数,从BIM数据库提取建筑几何信息,调整构件对接关系,优化整体结构,建立建筑模型重构步骤。