一种装配式预制构件结构、监测方法及系统与流程

本发明属于装配式建筑，尤其涉及一种装配式预制构件结构、监测方法及系统。

背景技术：

1、装配式建筑开始发展于20世纪初，但是早期的预制混凝土只是背用作装饰构件，自上世纪80年代以来，建筑建设规模急剧增长，建筑设计出现个性化、多样化、复杂化的特点，房屋建筑抗震性能要求提高，各类模板、脚手架的应用普及，商砼普及，现浇施工技术大发展。

2、近年来，劳动力成本上升，对劳动强度的降低和作业条件的改善等条件要求越来越规范；要求减少建筑垃圾，降低噪声污染，节约用水的节能环保；装配式结构的推进也得到了不同程度发展。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：预制构件数量大，过程管理数字化信息准确度低，对装配式预制构件预制生产及过程中预制构件碰撞问题以及预制构件性能不能有效进行监测。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种装配式预制构件结构、监测方法及系统。

2、所述技术方案如下：一种装配式预制构件结构的监测方法，包括：

3、s1，利用bim技术对装配式预制构件碰撞图筛选，并将装配式预制构件碰撞图结构剔除；

4、s2，对装配式预制构件碰撞网络图进行碰撞集选取；

5、s3，通过碰撞节点扩展出碰撞区域；

6、s4，通过过桥结构连接的每个装配式预制构件碰撞图，利用过桥结构重新连接到另一个节点的碰撞区域，实现重要碰撞区域的识别；

7、s5，利用bim技术进行装配式预制构件结构模型的改进，绘制装配式预制构件结构非碰撞轨迹图，基于该非碰撞轨迹图进行装配式预制构件结构的性能指标评估。

8、在步骤s1中，利用bim技术对装配式预制构件碰撞图筛选，并将装配式预制构件碰撞图结构剔除，具体包括：

9、s101，过桥组件发现，初始化过桥组件集合为过桥中碰撞预制构件；对装配式预制构件的输入图像g所有的边ei,i＝1,2…k进行遍历，删除所有的边ei后，产生两个子图，将所有的边ei加入过桥组件集合q，对所有的过桥组件进行标记；

10、s102，装配式预制构件碰撞图筛选，通过移除过桥组件获取装配式预制构件碰撞图结构，节点数量设置固定值为m，固定值m根据实际工程设定，遍历过桥组件集合，检测过桥组件两端结构节点个数，如果一端节点数量少于m，则删除结构，如果节点数量大于m，则过桥组件标记清除。

11、在步骤s2中，装配式预制构件的输入图像为：g＝(v,e)，装配式预制构件碰撞网络图的输出为：g'＝(v',e')；

12、式中，v为预制构件横向坐标矢量，e为预制构件纵向坐标矢量，v'为碰撞预制构件横向坐标矢量，e'为碰撞预制构件纵向坐标矢量。

13、进一步，在装配式预制构件碰撞网络图的输出g'＝(v',e')中，输入预期碰撞区域数k，输出碰撞集s。

14、进一步，具体包括：

15、(1)初始化碰撞集为过桥中碰撞预制构件；

16、(2)使用bim技术对装配式预制构件碰撞网络图g'＝(v',e')进行划分，得到k个互不相交的集合gi,i＝1,2…k；

17、(3)计算互不相交的集合中节点的碰撞区域节点质心距离dist(v,ci)，v为碰撞区域节点横向质心距离，ci为某个碰撞区域；

18、(4)选取质心距离最小的节点加入碰撞集s，通过碰撞区域质心距离计算，选取质心距离最小的节点加入到碰撞集s中。

19、在步骤s3中，通过碰撞节点扩展出碰撞区域，包括：输入装配式预制构件碰撞网络图g'＝(v',e')，碰撞集s，参数a,ε(0<a<1,ε→0)，输出碰撞区域；其中，a为碰撞节点扩展比例系数，ε为碰撞节点扩展中趋向值，具体步骤为：

20、(1)初始化碰撞扩展集合t，初始化装配式预制构件尺寸向量；选取碰撞集s中任意节点s，碰撞扩展集合为t＝{s}∪{neghbors(s)}，使用集合初始化装配式预制构件尺寸向量；

21、(2)根据碰撞扩展集合t计算装配式预制构件尺寸；

22、(2.1)初始化xv＝0，v∈v；其中，xv为初始碰撞区域节点横向距离，v为碰撞区域节点横向质心距离，v为预制构件横向坐标矢量；

23、(2.2)初始化rv＝0，v∈v/t，v∈t；其中，rv为初始碰撞区域节点碰撞扩展中距离，t为碰撞扩展集合；

24、(2.3)进入循环，对任意rv>deg(v)×ε，更新xv＝xv+(1-a)rv；对任意(v,u)∈e，更新更新结束循环；

25、其中，a为碰撞节点扩展比例系数，u为碰撞节点扩展纵向质心距离，e为预制构件纵向坐标矢量，ru为碰撞区域节点碰撞扩展中纵向距离，deg(v)为初始碰撞区域节点碰撞扩展中求导距离值；

26、(2.4)根据对节点进行排序，得到装配式预制构件尺寸；

27、(3)计算碰撞区域合理性，对于排序列表中的每个顶点集合，利用计算集合的合理性，设置为达到最小值的集合，碰撞区域ci合理几率表示分割值与两个集合总权重较小值的比值为：

28、

29、式中，cond(ci)为碰撞区域ci合理几率表示分割值与两个集合总权重较小值的比值，cut(ci)为碰撞区域ci分割值，min(links(ci,v))links(v/ci,v)为两个集合总权重较小值，links(ci,v)为碰撞区域ci在横向坐标矢量中集合权重，links(v/ci,v)为碰撞区域ci在横向坐标矢量中分割中权重，ci为碰撞区域。

30、在步骤s4中，实现重要碰撞区域的识别，包括：

31、(1)搜索碰撞区域结构中的过桥组件，过桥组件打上标记；

32、(2)根据过桥组件还原装配式预制构件碰撞图结构，将原来做好标记的过桥组件与相应的装配式预制构件碰撞图结构相连，得到碰撞区域。

33、本发明的另一目的在于提供一种装配式预制构件结构的监测系统，该系统实施所述的装配式预制构件结构的监测方法，该系统包括：

34、装配式预制构件碰撞图筛选模块，用于将装配式预制构件碰撞图结构剔除；

35、碰撞集选取模块，用于在装配式预制构件碰撞网络图进行碰撞集选取；

36、碰撞扩展模块，用于通过碰撞节点扩展出碰撞区域

37、重要碰撞区域识别模块，用于将通过过桥结构连接的每个装配式预制构件碰撞图结构利用过桥结构重新连接到另一个节点的碰撞区域；

38、装配式预制构件结构的性能指标评估模块，重要碰撞区域识别后，利用利用bim技术进行装配式预制构件结构模型的改进，绘制装配式预制构件结构非碰撞轨迹图，基于该非碰撞轨迹图进行装配式预制构件结构的性能指标评估。

39、本发明的另一目的在于提供一种装配式预制构件结构，在装配式预制构件结构制造中运用所述的装配式预制构件结构的监测方法实现。

40、进一步，所述装配式预制构件结构为装配式阳台预制构件或装配式脚手架预制构件。

41、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明实现了装配化构件预制及安装建设总结，形成一套成熟的技术方案和工装设备，为下一步城市装配式阳台建设和推广应用提供技术支撑，对进一步优化装配化施工，推动城市发展，主体结构、装饰、装修、保温一体化建设，推动城市绿色施工有着重要意义。

42、本发明通过基于bim技术的附着式升降脚手架技术。爬架同步外墙砖施工设计优化共用性分析；装饰排砖基于bim技术分析，在建筑施工建设活动中合理运用建筑主体结构与外墙装饰装修同步施工技术，可有效缩短施工工期、降低施工成本，同时提高施工质量，使高层建筑的施工获得更高的经济效益、社会效益与生态效益。为此进一步加大对建筑主体结构及外墙装饰装修同步施工技术的研究优化与推广应用，使建筑施工技术水平得到有效提升。