一种基于建筑幕墙表面的数字图像监测其面内变形的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于建筑幕墙表面的数字图像来测量其全场范围面内变形的方法，基本步骤包括以下四点：1)人工喷涂随机散斑图案于待测幕墙表面，并将幕墙试件装配于拟静力试验加载装置台上；2)试验前使用一台工业数码相机对绘制了数字散斑图案的测试表面进行成像；3)启动静力加载装置推动摆杆以规定的层间角进行反复摆动，然后启动静力加载装置推动活动梁沿竖向反复移动，分别拍摄对应的数字散斑图像序列，此外还可将上述加载方式组合，拍摄数字图像；4)利用二维数字图像相关匹配算法，对采集到的一系列数字图像进行相关匹配，计算出拟静力荷载作用下建筑幕墙表面的全场面内位移信息。本发明专利技术通过记录建筑幕墙表面数字图像的方式，可以在不接触幕墙的情况下定量获取待测表面全场面内变形，相对于以往传统使用位移计机械测量的方法，该方法结果更精准可靠，并大大简化了变形试验监测的操作步骤，扩大了该类型检测试验的适用范围。

A Digital Image Monitoring Method for in-plane Deformation of Curtain Wall Surface

The invention provides a method for measuring the in-plane deformation of a building curtain wall in the whole field based on digital images. The basic steps are as follows: 1) artificially spraying random speckle patterns on the surface of the curtain wall to be measured, and assembling curtain wall specimens on the loading device platform of quasi-static test; 2) using an industrial digital camera to test the test surface which has drawn digital speckle patterns before the test; 3) Start the static loading device to push the pendulum rod to swing repeatedly at the prescribed interlayer angle, and then start the static loading device to push the moving beam to move vertically and repeatedly, and take the corresponding digital speckle image sequence. In addition, the above loading modes can be combined to take the digital image; 4) Use the two-dimensional digital image correlation matching algorithm to capture a series of numbers. The displacement information of the curtain wall surface under quasi-static load is calculated by matching the image. By recording the digital image of the building curtain wall surface, the method can quantitatively acquire the deformation of the measured surface in the whole scene without touching the curtain wall. Compared with the traditional mechanical measurement method using displacement meter, the method has more accurate and reliable results, greatly simplifies the operation steps of deformation test monitoring, and enlarges the application scope of this type of test.

【技术实现步骤摘要】
一种基于建筑幕墙表面的数字图像监测其面内变形的方法
本专利技术涉及的一种建筑幕墙面内变形的监测方法，特别关于一种基于建筑幕墙表面的数字图像监测其面内变形的方法。
技术介绍
建筑幕墙经过30多年的发展，因其优美的外观、较轻的体量以及保温节能等特点，广泛应用于大型建筑结构设计之中。同时也注意到建筑幕墙在服役期间因地震、风荷载、建筑物牵连沉降等因素导致的幕墙变形是影响整体性能的主要因素。当这些荷载组合作用在建筑幕墙的表面上而引起超过幕墙承载能力极限的形变时就会导致幕墙单元的破裂从而导致安全事故。根据以上原因，通过对建筑幕墙在荷载组合作用下检测其面内变形来评估其服役期间的安全性能，是工程项目质检以及建筑力学性能监测中重要的环节。对建筑幕墙面内变形的监测和评价的主流方法是，使用拟静力加载测试装置通过试验来还原荷载组合效果。具体方法为，在幕墙试件与拟静力加载装置活动梁的连接角码处靠幕墙构件侧布置位移计，然后启动加载装置，使活动梁沿X向、Z向或两者组合进行周期往返移动进而牵连建筑幕墙发生变形，进行周期加载的同时获取布置了位移计的相应位置的位移信息，进而计算周期荷载作用下的幕墙表面的层间位移角以及平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于建筑幕墙表面的数字图像监测其面内变形的方法，其步骤包括：1)根据测试单个轴向或组合效应的要求将待测建筑幕墙固定于拟静力加载装置相应的活动梁上；2)保证整个待测幕墙测试表面置于相机视角范围中，架设一台工业数码相机，需保证相机光轴与待测幕墙表面垂直，并将工业数码相机与计算机连接，启动数字图像采集软件；3)开启整套数字成像系统并启动拟静力加载装置，对幕墙施加单轴或组合周期往复位移作用并逐级施加位移大小，同时利用相机连续拍摄一序列照片记录对应位移等级作用下幕墙表面的数字散斑图像；4)在计算机上利用二维数字图像相关匹配算法，对实验中采集到的一系列对应位移等级作用的数字图像进行相关匹配计算，得...

【技术特征摘要】
1.一种基于建筑幕墙表面的数字图像监测其面内变形的方法，其步骤包括：1)根据测试单个轴向或组合效应的要求将待测建筑幕墙固定于拟静力加载装置相应的活动梁上；2)保证整个待测幕墙测试表面置于相机视角范围中，架设一台工业数码相机，需保证相机光轴与待测幕墙表面垂直，并将工业数码相机与计算机连接，启动数字图像采集软件；3)开启整套数字成像系统并启动拟静力加载装置，对幕墙施加单轴或组合周期往复位移作用并逐级施加位移大小，同时利用相机连续拍摄一序列照片记录对应位移等级作用下幕墙表面的数字散斑图像；4)在计算机上利用二维数字图像相关匹配算法，对实验中采集到的一系列对应位移等级作用的数字图像进行相关匹配计算，得出建筑幕墙面内变形的全场位移信息。2.如权利要求1所述的一种全场非接触式的建筑幕墙面内变形监测方法，其特征在于：所述步骤1)中，如果待测建筑幕墙的表面没有拥有足够随机特性的自然纹理，需要在实验前在幕墙待测表面人为添加散斑标记：为保证对比度与图像识别精确度最大化可以使用黑底白点的手...

【专利技术属性】
技术研发人员：原媛，周易非，黄建永，刘文白，郭佳民，孔戈，高建卫，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海,31