一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，解决现有技术消防员主要依靠经验来评估火灾中建筑物是否会发生倒塌从而存在安全隐患的技术问题。本发明专利技术包括以下步骤：步骤1、构建受火钢结构损伤定量评估模型，并采用深度学习算法训练受火钢结构损伤定量评估模型；步骤2、构建钢结构建筑数字孪生体，以获取钢结构火灾现场的温度和变形数据输出；步骤3、将获取的温度和变形数据输入至已训练好的受火钢结构损伤定量评估模型以实时输出当前钢结构火灾现场损伤指标。本发明专利技术设计科学合理，将建筑虚拟数字孪生体和物理实体进行虚实映射，实现动态实时交互以提升救援现场信息感知能力，为消防救援把握内攻与撤离时机提供可靠决策支撑。供可靠决策支撑。供可靠决策支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法


[0001]本专利技术属于火灾预测
，具体涉及一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法。

技术介绍

[0002]建筑火灾发生后，消防员需及时进行救援，包括营救建筑内部被困人员以及内攻灭火减轻财产损失，若建筑结构在救援过程中突然倒塌，将严重威胁消防员和建筑内部人员的生命安全。相关统计数据表明，着火建筑物倒塌一直是造成消防员伤亡的最主要因素之一。
[0003]目前消防员主要依靠对现场的观察以及经验来评估火灾中的建筑物是否会发生倒塌。然而，经验判断可能因未能及时发出倒塌预警而导致突发性倒塌造成大量人员伤亡，也有可能因判断过于保守而导致内攻延迟、贻误最佳灭火救援战机。由于高温下材料力学性能衰减严重，钢结构更易在火灾下发生倒塌。因此，亟需发展一种能够对钢结构建筑受火响应进行实时预警的方法，为火灾现场灭火救援指挥决策提供依据。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，以至少解决上述部分技术问题。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构建受火钢结构损伤定量评估模型，基于剩余承载力法，采用有限元软件计算出钢结构在火灾场景下的损伤指标；将每次损伤指标所对应的温度和变形数据作为输入，并将该损伤指标作为输出，采用深度学习算法训练受火钢结构损伤定量评估模型；步骤2、构建钢结构建筑数字孪生体，以获取钢结构火灾现场的温度和变形数据；步骤3、将步骤2中所获取的温度和变形数据输入至步骤1中已训练好的受火钢结构损伤定量评估模型以实时输出当前钢结构火灾现场损伤指标。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，其特征在于，在所述步骤2中，构建钢结构建筑数字孪生体直接接收钢结构火灾现场监测的温度和变形数据。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，其特征在于，在所述步骤2中，构建钢结构建筑数字孪生体接收钢结构火灾现场监测的温度数据后，根据该温度数据计算出变形数据，以输出温度和变形数据。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，其特征在于，钢结构建筑数字孪生体至少包括在有限元数值仿真平台上建立钢结构损伤破坏的高效数值分析模型，钢结构火灾现场监测的温度数据输入高效数值分析模型后得出火灾场景下钢结构变形数据，具体过程为：构建多层的虚拟钢结构建筑，并设置典型火灾场景，通过火灾动力学模拟工具分析出钢结构建筑不同构件的温度场分布结果，将温度场分布结果作为钢结构受火响应分析的荷载输入，采用纤维梁单元和分层壳单元，在LS
‑
DYNA软件中建立钢结构损伤破坏的高效分析模型，计算不同典型火灾场景下钢结构损伤破坏响应过程，并根据钢结构受火情况下的剩余承载力获取钢结构损伤破坏指标。5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的受火钢结构损伤实时预测方法，其特征在于，记录虚拟钢结构建筑所有钢梁为{B1、B2、
……
、Bk}、钢柱为{C1、C2、
……
、Cm}、楼板为{S1、S2、
……...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟波，
申请(专利权)人：应急管理部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：