【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的木结构古建筑结构健康监测方法
[0001]本专利技术属于木结构古建筑预防性保护
，具体涉及一种基于BIM的木结构古建筑结构健康监测方法。
技术介绍
[0002]中国古建筑始终以木结构为主，目前的保护工作多为应急性事后保护，即在古建筑发生破坏后再制定相应措施进行修复。此类方法，一不能对古建筑木结构全面诊断，得到其整体和局部受力情况，制定之修复方法犹如打补丁，无法做到根治；二不能预测危险事件，对残损防患于未然。从而造成巨大的文化、历史、经济、社会效益的损失。
[0003]为了将木结构古建筑残损事件扼杀在摇篮里，最大程度保存古建筑的价值，保护人员开展了大量的结构健康监测(SHM——Structural Health Monitoring)应用与研究，为古木结构的保护工作提供巨大的帮助。如应县木塔结构监测、虎丘塔的变形监测、保国寺大殿等。国家层面不断出台相关政策，要求加强对古建筑的监测工作，提高建筑遗产预防性保护程度，《关于加强世界文化遗产保护管理工作的意见》的通知中指出要尽快建立并加强我国世界文化遗产...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的木结构古建筑结构健康监测方法，具体包括以下步骤：步骤一：基于现场勘察，进行木结构古建筑监测系统设计；步骤二：创建IFC格式且包含残损信息的BIM模型，对IFC模型数据处理计算；步骤三：建立实时可视化监测平台，对木结构古建筑结构实时监测及数据更新。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的木结构古建筑结构健康监测方法，其特征在于：所述步骤一木结构古建筑监测系统设计包括：监测内容确定和传感器选型、传感器布置以及预警机制；具体实现方法为：1)监测内容确定和传感器选型对拟监测的木结构古建筑的当前真实情况：包括年代、历史保护资料、几何尺寸、受力情况、残损情况、材料、周边环境温湿度，进行现场勘察，确定以结构受力状况和环境温湿度为监测的内容，根据监测的内容选择相应的无损应变、位移、倾角、振动、温湿度等传感器类型，对传感器的预警阈值设置，并记录传感器的报警事件；2)传感器优化布置根据步骤一1)现场勘察得到的古建筑几何尺寸、残损情况、受力情况和周边环境温湿度建立结构有限元分析模型和温湿度场模拟模型，将两个模型导入结构有限元分析软件和温湿度长模拟软件进行分析得到模拟结果，分析有限元分析结果中拟监测古建筑的结构薄弱点和承载能力，分析温湿度场模拟结果中环境温湿度对古建筑影响大的位置和影响程度，结合现场勘察发现的已有残损点，将传感器布置在结构薄弱点、环境影响大处和已有残损位置；3)建立预警机制根据步骤一2)中结构有限元分析和温湿度场模拟得出的拟监测古建筑易残损位置和周边环境温湿度分布情况，参照《古建筑木结构加固与维护标准》和《木结构设计标准》给出的木结构古建筑承载能力与环境温湿度限值和承载能力与环境温湿度验算公式计算警告和危险两级预警阈值。3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的木结构古建筑结构健康监测方法，其特征在于：所述步骤二具体为：1)使用SQL Server设计并创建监测数据库，将步骤一监测系统设计的内容，包括监测内容、传感器、预警阈值信息存储在监测数据库；1.1)首先以残损为监测对象，包括ID、名称、位置和备注，每个监测对象都安装有多个传感器，并与多个巡检报告相关联，进行需求分析；传感器包括ID号、安装位置、安装时间、采样周期、两级预警阈值和备注；每个传感器都有指定的类型和一组基于时间标签的监测数据，监测数据应标注单位和数值；一个传感器可触发多次预警事件，对预警事件记录发生的时间、传感器编号、触发级别、触发监测值和处理工作；1.2)设计概念结构，从需求分析中找到实体，确认相应的实体属性和实体之间的关系，设计出监测数据库的E
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R模型图；1.3)进行逻辑结构设计，将概念结构设计阶段完成的E
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R图中的实体、属性和联系转换成为相应的数据表；根据E
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R图，设计出监测对象、传感器、监测数据、预警事件、外部文档、传感器类型、监测位置的数据表；1.4)设计权限账户，包括游客、管理员和工程师级别分别供参观人员和文管部门和专
业技术工程师使用；2)根据步骤一1)现场勘察得到的资料，在Revit软件中建立包含残损信息的BIM模型然后导出为IFC格式，通过C#和C++编程开发出IFC模型数据处理算法。4.根据权利要求3所述的一种基于BIM的木结构古建筑结构健康监测方法，其特征在于：所述步骤二第2)步中通过C#和C++编程开发出IFC模型数据处理算法，该算法包含模型数据解析、自动更新和3D展示功能，具体开发实现方法如下：IFC文件的模型数据解析从模型的纵向和横向两个方面依次进行，分别从IFC模型中提取数据结构和语义数据，并展示在相对应的前台控件；首先使用IfcStore.Open静态方法打开指定文件路径的模型，然后从最高层次开始查询所有下一级包含项，再查询每一个子级的所有包含项，自顶向下进行，完成纵向查询，然后横向查询每个子项的属性；将查询得出的空间项保存在内存中，依次检索每项实体的属性和关系；为减...
【专利技术属性】
技术研发人员：王茹，王亚康，路焕军，张栋，黄炜，胡又文，李朴杰，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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