一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法技术

本发明专利技术提供一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，所述方法包括：获取防火涂层喷涂前后的钢结构表面模型，并记录涂层的应喷涂厚度、喷涂长度；根据钢结构构件的截面周长、涂层的喷涂体积以及喷涂长度，计算涂层的整体喷涂厚度；基于涂层厚度阈值、最小缺陷面积阈值、防火涂层喷涂前后的钢结构点云模型，获得防火涂层的喷涂质量图；基于应喷涂厚度和喷涂质量图，评估涂层厚度是否合格。本发明专利技术解决了现有技术中缺乏对钢结构防火涂层厚度进行精细测量的问题，从整体厚度测量和局部缺陷探测两个角度评估钢结构防火涂层厚涂，实现了钢结构防火涂层厚度的全面质量评估。钢结构防火涂层厚度的全面质量评估。钢结构防火涂层厚度的全面质量评估。

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法


[0001]本专利技术涉及无损检测评估
，具体地，涉及一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法。

技术介绍

[0002]防火涂层是提高钢结构耐火极限、保护钢结构免于火灾高温下熔化风险的重要因素，可延长钢结构的使用寿命，并减少维修费用，防火涂层的厚度不达标，会导致极大的安全隐患。因此，在对钢结构房屋进行施工时，有必要采取有效措施对防火涂层的施工质量进行评估，判断是否达到规定要求。
[0003]目前，涂层厚度的现场检测方法主要有磁性拉伸法、电磁感应法、探针法等，然而这些方法大多是选取少量点位测量单点涂层厚度，进而估计涂层的喷涂厚度，难以获知钢结构表面各处的实际喷涂情况。因而，亟待一种全面了解防火涂层厚度施工质量的现场检测方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，解决了现有技术中缺乏对钢结构防火涂层厚度进行精细测量的问题，从整体厚度测量和局部缺陷探测两个角度评估钢结构防火涂层厚涂，实现了钢结构防火涂层厚度的全面质量评估。
[0005]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，包括以下步骤：
[0007]获取防火涂层喷涂前后的钢结构表面模型，并记录涂层的应喷涂厚度、喷涂长度；
[0008]根据钢结构构件的截面周长、涂层的喷涂体积以及喷涂长度，计算涂层的整体喷涂厚度；
[0009]基于涂层厚度阈值、最小缺陷面积阈值、防火涂层喷涂前后的钢结构点云模型，获得防火涂层的喷涂质量图；
[0010]基于应喷涂厚度和喷涂质量图，评估涂层厚度是否合格。
[0011]优选地，所述获取防火涂层喷涂前后的钢结构表面模型，并记录涂层的应喷涂厚度、喷涂长度的步骤具体包括：使用三维激光扫描设备，扫描钢结构表面的防火涂层喷涂区域，获取防火涂层喷涂前后钢结构的三维激光点云模型和钢结构点云数据PC1和PC2，并记录涂层的应喷涂厚度、在垂直钢结构截面方向上的喷涂长度。
[0012]优选地，所述获取防火涂层喷涂前后钢结构的三维激光点云模型和钢结构点云数据PC1和PC2的步骤具体包括：
[0013]设定三维激光扫描设备的参数；
[0014]扫描过程中扫描仪应贴近待喷涂区域，全方位扫描钢结构表面；
[0015]扫描结束获得防火涂层喷涂前的钢结构点云数据PC1；
[0016]进行施工，在钢结构表面喷涂防火涂层，涂层的应喷涂厚度为D；
[0017]度量涂层在垂直钢结构截面方向上的喷涂长度，记为l；
[0018]待防火涂层喷涂或手工涂抹完毕、干燥后，再次扫描钢结构表面，获取喷涂后的点云数据PC2。
[0019]优选地，所述根据钢结构构件的截面周长、涂层的喷涂体积以及喷涂长度，计算涂层的整体喷涂厚度的步骤具体包括：
[0020]获取钢结构截面的周长C；
[0021]对钢结构中已喷涂涂层的长度为l的部分，基于所述喷涂前的点云数据PC1，计算PC1点云所包含区域的体积V
′
，即钢结构外轮廓的体积；
[0022]对钢结构中已喷涂涂层的长度为l的部分，基于所述喷涂后的点云数据PC2，计算PC2点云所包含的区域的体积V
″
，即涂层外轮廓的体积；
[0023]将PC2点云所包含的区域的体积减去PC1点云所包含区域的体积，得到涂层的喷涂体积V＝V
″‑
V
′
，其中，V
″
和V
′
分别为防火涂层喷涂前后的模型体积，V为涂层的喷涂体积；
[0024]计算钢结构的涂层整体喷涂厚度，计算公式为：
[0025][0026][0027]式中，d为涂层整体喷涂厚度，C为钢结构截面的周长，s是防火涂层在钢结构截面垂直方向上单位喷涂长度下的喷涂体积，l为垂直钢结构截面方向上的喷涂长度，
[0028]V为涂层的喷涂体积。
[0029]优选地，所述基于涂层厚度阈值、最小缺陷面积阈值、防火涂层喷涂前后的钢结构点云模型，获得防火涂层的喷涂质量图的步骤具体包括：
[0030]拟合钢结构表面未喷涂涂层的表面模型，作为基准面；
[0031]计算喷涂涂层后表面模型到基准面的垂直距离，获得防火涂层的喷涂厚度图；
[0032]基于涂层厚度阈值、喷涂厚度图和最小缺陷面积阈值，得到喷涂质量详图。
[0033]优选地，所述拟合钢结构表面未喷涂涂层的表面模型，作为基准面的步骤具体包括：
[0034]将所获取的喷涂后点云数据PC2配准至所获取的点云数据PC1，记为PC
′2，使两组点云数据位于同一坐标系下，具有可比性；
[0035]将钢结构中每个喷涂防火涂层的表面，分别划分为一个区域，每个区域为曲面或平面，按照钢结构的部位，首先划分为若干区域，每个区域各自自成一个平面；对于双面喷涂防火涂层的表面，则将其认为两个区域；
[0036]分别分割所获点云数据PC1与所获点云数据Pc
′2，每个区域获得一组点云对(pc1，pc2)，pc1来自PC1，pc2来自PC
′2；
[0037]对未喷涂涂层时的钢结构表面本身的点云数据pc1，使用最小二乘法拟合为面，作为基准面rp。
[0038]优选地，所述计算喷涂涂层后表面模型到基准面的垂直距离，获得防火涂层的喷涂厚度图的步骤具体包括：
[0039]计算防火涂层喷涂后点云pc2中每个点距基准面rp的垂直距离d
i
，即涂层的实际喷涂厚度，将各点的实际喷涂厚度值赋予对应点，得到实际喷涂厚度点云pc3；
[0040]将实际喷涂厚度点云pc3，按法线方向将实际喷涂厚度值投影至基准面rp，得到喷涂厚度图f1，将离散随机分布的喷涂厚度图f1重采样为规则均匀分布的喷涂厚度图f2。
[0041]优选地，所述基于涂层厚度阈值、喷涂厚度图和最小缺陷面积阈值，得到喷涂质量详图的步骤具体包括：
[0042]设定涂层厚度阈值T
D
作为阈值，将f2二值化，得到喷涂厚度的二值化图f3：
[0043][0044]式中，f3为防火涂层喷涂厚度的二值化图像，d
i
为涂厚度图中各处的厚度值，f3＝1的部分为实际喷涂厚度大于等于厚度阈值的区域，f3＝0的部分为实际喷涂厚度小于厚度阈值的区域；
[0045]设定最小缺陷面积T
area
作为阈值，喷涂厚度的二值化图像中面积大于T
area
的喷涂不合格连通域，认为是喷涂缺陷，获得喷涂质量详图：
[0046]Q＝{cc|(area(cc)＞T
area
)∩(f3(cc)＝0)}
[0047][0048]式中，f为喷涂质量详图，f＝1的部分为喷涂质量合格的区域，f＝0的部分为喷涂不合格的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取防火涂层喷涂前后的钢结构表面模型，并记录涂层的应喷涂厚度、喷涂长度；根据钢结构构件的截面周长、涂层的喷涂体积以及喷涂长度，计算涂层的整体喷涂厚度；基于涂层厚度阈值、最小缺陷面积阈值、防火涂层喷涂前后的钢结构点云模型，获得防火涂层的喷涂质量图；基于应喷涂厚度和喷涂质量图，评估涂层厚度是否合格。2.根据权利要求1所述的钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，其特征在于，所述获取防火涂层喷涂前后的钢结构表面模型，并记录涂层的应喷涂厚度、喷涂长度的步骤具体包括：使用三维激光扫描设备，扫描钢结构表面的防火涂层喷涂区域，获取防火涂层喷涂前后钢结构的三维激光点云模型和钢结构点云数据PC1和PC2，并记录涂层的应喷涂厚度、在垂直钢结构截面方向上的喷涂长度。3.根据权利要求2所述的钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，其特征在于，所述获取防火涂层喷涂前后钢结构的三维激光点云模型和钢结构点云数据PC1和PC2的步骤具体包括：设定三维激光扫描设备的参数；扫描过程中扫描仪应贴近待喷涂区域，全方位扫描钢结构表面；扫描结束获得防火涂层喷涂前的钢结构点云数据PC1；进行施工，在钢结构表面喷涂防火涂层，涂层的应喷涂厚度为D；度量涂层在垂直钢结构截面方向上的喷涂长度，记为l；待防火涂层喷涂或手工涂抹完毕、干燥后，再次扫描钢结构表面，获取喷涂后的点云数据PC2。4.根据权利要求1所述的钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，其特征在于，所述根据钢结构构件的截面周长、涂层的喷涂体积以及喷涂长度，计算涂层的整体喷涂厚度的步骤具体包括：获取钢结构截面的周长C；对钢结构中已喷涂涂层的长度为l的部分，基于所述喷涂前的点云数据PC1，计算PC1点云所包含区域的体积V'，即钢结构外轮廓的体积；对钢结构中已喷涂涂层的长度为l的部分，基于所述喷涂后的点云数据PC2，计算PC2点云所包含的区域的体积V”，即涂层外轮廓的体积；将PC2点云所包含的区域的体积减去PC1点云所包含区域的体积，得到涂层的喷涂体积V＝V
”‑
V'，其中，V”和V'分别为防火涂层喷涂前后的模型体积，V为涂层的喷涂体积；计算钢结构的涂层整体喷涂厚度，计算公式为：计算钢结构的涂层整体喷涂厚度，计算公式为：式中，d为涂层整体喷涂厚度，C为钢结构截面的周长，s是防火涂层在钢结构截面垂直
方向上单位喷涂长度下的喷涂体积，l为垂直钢结构截面方向上的喷涂长度，V为涂层的喷涂体积。5.根据权利要求1所述的钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，其特征在于，所述基于涂层厚度阈值、最小缺陷面积阈值、防火涂层喷涂前后的钢结构点云模型，获得防火涂层的喷涂质量图的步骤具体包括：拟合钢结构表面未喷涂涂层的表面模型，作为基准面；计算喷涂涂层后表面模型到基准面的垂直距离，获得防火涂层的喷涂厚度图；基于涂层厚度阈值、喷涂厚度图和最小缺陷面积阈值，得到喷涂质量详图。6.根据权利要求5所述的钢结构构件防火涂层厚度现场检测评估方法，其特征在于，所述拟合钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊静，王煜成，王易豪，杨大关，陈玲珠，
申请(专利权)人：上海市建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：