[发明专利]基于AR技术的建筑运维期结构内力实时评估方法

说明书

本发明的基于AR技术的建筑运维期结构内力实时评估方法，涉及建筑施工技术领域。针对现有基于VR和BIM技术进行建筑结构运维期内力状态分析的方法，无法获知建筑结构内准确的内力状态的问题。评估方法步骤如下：利用增强现实技术获得建筑结构内可变物体信息，并基于可变物体与荷载工况的对应关系，将荷载工况集成至增强现实场景中，根据真实场景下的荷载工况建立荷载组合，将其与设计荷载组合进行对比得到真实场景下关键性构件的实际内力安全系数，通过实际内力安全系数和设计内力安全系数的比值对建筑结构内力状态进行实时评估。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种基于AR技术的建筑运维期结构内力实时评估方法。

背景技术

在建筑结构的运维期内，尤其是大型公共场馆(如体育馆、展览馆)以及道路桥隧等，均存在内外部荷载的随机性变化，这些变化与建筑结构内力直接相关。建筑结构内力关系到建筑的整体安全性，是建筑结构运维的关键组成部分。

通常，建筑结构的运维多通过前期设计给定的安全余量提供保障，但是，一方面随着建筑结构使用时间的增长，建筑结构的性能不断退化，其安全余量将不断降低；另一方面，建筑结构亦可能出现设计阶段未能充分考虑的极端荷载情况，使得安全余量在极端荷载下有极大概率不能满足安全需求，因此，建筑结构的内力状态评估应在建筑结构的运维期间进行定期或连续的监测和评估，监测和评估的关键在于获取建筑结构的可变特征，主要表征为实际建筑结构中人和/或物的位置、数量、重量变化，环境荷载(如温湿度)及风荷载变化等。

目前，已有基于虚拟现实(VR)技术、BIM技术的联合应用以解决上述问题，具体方式为建立建筑结构的三维模型，将上述可变特征引入建筑结构的三维模型中进行内力的分析和评估，但是，采用上述方法产生的三维模型是静态模型，不能快速响应建筑结构内力的动态变化，无法获知建筑结构内准确的内力状态。

发明内容

针对现有基于VR和BIM技术进行建筑结构运维期内力状态分析的方法，无法获知建筑结构内准确的内力状态的问题。本发明的目的是提供一种基于AR技术的建筑运维期结构内力实时评估方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于AR技术的建筑运维期结构内力实时评估方法，步骤如下：

S1：对建筑结构进行区块划分，给出每个所述区块对应的设计的荷载工况、荷载组合、以及既定荷载组合下所述建筑结构内关键性构件的设计内力安全系数；

S2：建立建筑结构内可变物体与荷载工况的对应关系；

S3：基于增强现实技术对每个所述区块进行跟踪注册和场景扫描，给出当前每个所述区块内增加的可变物体以及减少的可变物体的信息，并基于所述可变物体与所述荷载工况的对应关系，将所述可变物体与所述荷载工况进行换算，形成真实场景下的荷载工况；

S4：根据所述真实场景下的荷载工况建立荷载组合，将其与设计的荷载组合进行对比，得到真实场景下关键性构件的实际内力安全系数，对所述建筑结构的内力状态进行实时评估如下：

当真实场景下关键性构件的实际内力安全系数大于关键性构件的设计内力安全系数，则所述建筑结构处于安全状态；

当真实场景下关键性构件的实际内力安全系数小于关键性构件的设计内力安全系数但大于1，则所述建筑结构仍处于安全状态，但安全余量降低；

当真实场景下关键性构件的实际内力安全系数小于1，则所述建筑结构处于危险状态。

本发明的基于AR技术的建筑运维期结构内力实时评估方法，利用增强现实技术获得建筑结构内可变物体信息，并基于可变物体与荷载工况的对应关系，将荷载工况集成至增强现实场景中，根据真实场景下的荷载工况建立荷载组合，将其与设计荷载组合进行对比得到真实场景下关键性构件的实际内力安全系数，通过实际内力安全系数和设计内力安全系数的比值对建筑结构内力状态进行实时评估，具有如下有益效果：