一种建筑物钢结构质量分析方法、介质及系统与流程

1.本发明属于质量分析技术领域，具体而言，涉及一种建筑物钢结构质量分析方法、介质及系统。


背景技术：

2.城市发展离不开建筑的建设。现有的建筑建设包括图纸设计，然后根据图纸设计进行建筑物的修建，由于建筑设计师在设计时，依靠的是理论基础和经验值，不能完全把实际修建过程中存在的问题全部考虑进去，因此，容易导致修建的建筑物存在缺陷，无法达到最满意的效果，使得客户不满意。
3.公开号为cn112348485a的发明专利(授权公告号为cn202011324791.5)，其公开一种基于bim的房建工程模板的施工方法，包括以下步骤：
4.s1.投资与估算：对项目模型的开发设计和施工投资进行估算；s2.确定项目模型与施工方案：根据结构施工图和标准确定主体结构的初步施工方案；通过对场地及环境等模拟分析进行概念设计确定方案体量及功能分区，并根据施工图中建筑物的信息特征确定要搭建的项目模型；s3.建立项目模型：根据所述s2确定的方案与模型并利用bim软件建立主体结构模型，之后对建立的项目模型中的构件赋予信息；s4.模型优化调整：结合项目协同评价意见，根据施工图纸建立结构中心文件数据库进行项目模型修改；同时将项目模型中的建筑模块链接结构中心文件，并进行初模型深化；设计人根据设计要点替换方案项目模型的墙体、面层及屋面构件的族，或根据情况进行重新搭建；s5.可视化观测与修正：对搭建的项目模型进行可视化观测与修正，利用电脑硬件系统、三维操作的鼠标、vr虚拟现场设备链接bim软件进行项目模型观测和修正；s6.工程样板施工：根据所述s5得到的最终项目模型进行工程样板施工。
5.上述的一种基于bim的房建工程模板的施工方法存在一些缺点，具有针对建筑物钢结构质量分析有限元方法精确度不够，且需要消耗大量计算资源的技术问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供一种建筑物钢结构质量分析方法、介质及系统，解决了当前针对建筑物钢结构质量分析有限元方法精确度不够，且需要消耗大量计算资源的技术问题。
7.本发明是这样实现的：
8.本发明的第一方面提供一种建筑物钢结构质量分析方法，其中，包括以下步骤：
9.s10、获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型，至少包含钢结构的支撑物、钢结构以及钢结构的被支撑物；
10.s20、根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元，每个单质量单元为1g；
11.s30、根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图，其中，所述参照图
的节点包括一类节点、二类节点和三类节点，所述一类节点表示钢结构与被支撑物的连接点，所述一类节点的数值为对应的连接点分担的单质量单元的数量；所述三类节点表示钢结构与支撑物的连接点，所述三类节点的数值为对应的连接点分担的单质量单元的数量，初始值为0；所述二类节点表示钢结构内部的连接点；所述参照图的关系边表示所述参照图的节点之间存在的实体边，所述关系边的数值为对应的实体边的质量，单位为g；
12.s40、对所述参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值；
13.s50、根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出。
14.本发明提供的一种建筑物钢结构质量分析方法的技术效果如下：通过采用非破坏检测技术进行建筑物钢结构质量分析具有高效、准确、全面的技术效果，同时带来安全评估、延长使用寿命和资源节约等有益效果。这种方法可以帮助保障钢结构的稳定性和安全性，以及建筑物的整体质量和可持续性。
15.在上述技术方案的基础上，本发明的一种建筑物钢结构质量分析方法还可以做如下改进:
16.其中，所述根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元的步骤，具体包括：
17.步骤1，获取所述三维设计模型；
18.步骤2，计算非钢构件的质量和质心坐标；
19.步骤3，从顶层开始，按照受力情况将所述非钢构件分解为多个单质量单元；
20.步骤4，在所述非钢构件的边界内均匀分布多个所述单质量单元，使所述单质量单元的质量之和最接近原所述非钢构件的质量；
21.步骤5，计算分解后所述单质量单元的质心坐标；
22.步骤6，判断分解后的所述质心坐标与分解前的所述质心坐标是否在允许的容差范围内；
23.步骤7，如果接近，拆分完成；如果不接近，继续向下一层进行拆分，重复步骤4-6；
24.步骤8，对下一层，按照相同的方法，在当前层边界内均匀分布单元，计算分解后的所述质心坐标，并判断是否接近；
25.步骤9，重复步骤4-8，直至所述非钢构件被完全拆分为所述单质量单元。
26.进一步的，所述根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图的步骤，具体包括：
27.获取所述三维设计模型的钢结构信息，包括钢结构的节点和连接边信息；
28.根据钢结构的连接点，创建对应的节点，节点分为一类节点、二类节点和三类节点；
29.根据三维设计模型中的连接关系，建立节点之间的边关系；
30.根据连接节点的信息，确定需要连接的节点对，然后创建对应的关系边；
31.根据创建的节点和边关系，建立所述钢结构节点-边关系图，即参照图。
32.采用上述改进方案的有益效果为：通过充分利用三维模型中的几何和物理信息,采用程序自动提取节点-边关系图,避免了手工处理的难点,提高了建模效率。基于计算机技术处理结构数据,使得质量分析成为可能。
33.进一步的，所述建立所述钢结构节点-边关系图的方法为图论算法，构建步骤为：
34.获取所述三维设计模型中的数据；
35.根据所述数据，识别所述钢结构中的节点；
36.基于节点识别的结果，确定节点之间的连接关系，即边关系；
37.为每条所述边关系分配权重，表示节点间关系的强度或重要性；
38.使用选定的节点和边数据，利用图论算法构建节点-边关系图；
39.将构建好的所述节点-边关系图进行可视化，以便分析和理解。
40.采用上述改进方案的有益效果为：对于复杂的空间结构,手工建立节点-边关系图往往非常困难。此时可以借助计算机技术来自动化完成图的构建。
41.进一步的，所述对所述参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值的步骤，具体包括：
42.步骤一，将所有的节点的初始值设为0；
43.步骤二，按照从下部非钢构件开始，逐步向上计算的顺序，通过递归计算方法，从所述参照图的最底层节点开始，将当前节点与下一层通过边相连的节点数值进行累加，并加上所述当前节点的质量，将计算得到的数值赋给所述当前节点，递归处理与所述当前节点通过边相连的上一层节点；
44.步骤三，重复步骤二，直到所有节点的数值确定，即达到收敛状态；
45.步骤四，得到最终结果：每个节点的数值表示了其连接的单质量单元的质量之和。
46.采用上述改进方案的有益效果为：通过根据提供的具体参照图，按照递归的方式从下至上计算每个三类节点的数值，并得到所需的结果。请提供具体的参照图信息，以便进行更详细的求解。
47.进一步的，所述根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出，具体步骤为：
48.遍历所有一类节点，利用所述一类节点的数值判断底部非钢构件的承载情况，比较一类节点的数值与预先设定的底部非钢构件的承载能力阈值；
49.遍历所有三类节点，利用三类节点的数值判断钢结构的承载情况，比较三类节点的数值与相应的承载能力阈值；
50.比较承载情况与相应的所述承载能力阈值，得到质量分析结论，采用bim模型的可视化呈现。
51.采用上述改进方案的有益效果为：通过获得的分析结果，可以得到所有节点的数值都在承载能力阈值范围内，表示结构的承载质量良好，按照设计要求满足安全需求。
52.如果有一类节点或三类节点的数值超过了相应的承载能力阈值，表示结构的承载质量存在安全隐患，需要进行进一步的结构评估和加固设计。
53.进一步的，所述分析结论输出采用bim模型的可视化呈现，具体步骤为：
54.根据所述分析结论的内容和需要，配置bim模型来反映评估结果，包括在bim模型中应用颜色编码、图形标记、标签的方式来表示超过承载能力的部分或其他关键信息；
55.利用bim软件，根据bim模型的配置生成可视化结果，涉及生成视图、截图、动画或其他形式的可视化输出；
56.将生成的所述可视化结果展示给相关人员。
57.采用上述改进方案的有益效果为：通过利用bim模型的可视化呈现，可以直观地展示分析结论，使相关人员更容易理解结构的质量情况，并为决策和行动提供支持。该过程可以帮助提高良好结构质量的实现，并及时识别和处理任何潜在的质量问题。
58.其中，所述获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型中，建筑物的三维设计模型的建立步骤，具体包括：
59.收集与建筑物设计相关的基础数据，包括土地测量数据、建筑要求和规范、设计需求、结构计划；
60.基于收集的所述基础数据和设计要求，制定建立三维设计模型的策略，作为建筑物模型；
61.创建所述建筑物模型的框架，添加建筑元素，完善所述建筑物模型细节；
62.对建立的所述建筑物模型进行校核和验证，确保其准确性和一致性；
63.完成所述建筑物模型后，进行模型审查和评估，得到所述三维设计模型。
64.本发明的第二方面提供一种建筑物钢结构质量分析方法，其中，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的一种建筑物钢结构质量分析方法。
65.本发明的第三方面提供一种建筑物钢结构质量分析系统，其中，包括上述的一种计算机可读存储介质。
66.与现有技术相比较，本发明提供的一种建筑物钢结构质量分析方法、介质及系统的有益效果是：通过采用非破坏检测技术可以实时获取建筑物钢结构的数据，快速完成分析过程，并即时获得结果，提高了分析的效率。通过使用先进的传感器、超声波技术和图像处理算法，能够提供高精度的测量和检测结果，准确评估钢结构材料的性能和存在的问题。通过对整个钢结构进行检测，并涵盖不同材料和构件类型。它可以检测隐蔽部位的损伤、缺陷和裂纹，提供全面的结构质量分析。这种方法可以帮助保障钢结构的稳定性和安全性，以及建筑物的整体质量和可持续性。
附图说明
67.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
68.图1为一种建筑物钢结构质量分析方法、介质及系统流程图。
具体实施方式
69.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
70.如图1所示，是本发明第一方面提供一种建筑物钢结构质量分析方法的第一实施例，在本实施例中，包括以下步骤：
71.s10、获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型，至少包含钢结构的支撑物、钢
结构以及钢结构的被支撑物；
72.s20、根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元，每个单质量单元为1g；
73.s30、根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图，其中，参照图的节点包括一类节点、二类节点和三类节点，一类节点表示钢结构与被支撑物的连接点，一类节点的数值为对应的连接点分担的单质量单元的数量；三类节点表示钢结构与支撑物的连接点，三类节点的数值为对应的连接点分担的单质量单元的数量，初始值为0；二类节点表示钢结构内部的连接点；参照图的关系边表示参照图的节点之间存在的实体边，关系边的数值为对应的实体边的质量，单位为g；
74.s40、对参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值；
75.s50、根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出。
76.使用时，可以考虑采用以下方法：
77.首先，需要准备好建筑物的三维设计模型。该模型需要包含建筑物的全部结构信息，包括钢结构、混凝土结构、楼板等构件的精细化模型。模型中每个构件都需要赋予合适的材料属性，如钢材的密度、混凝土的压缩强度等参数。
78.然后，需要对模型进行预处理，主要包括以下步骤：
79.1.检查模型的完整性。需要检查模型中是否存在结构缺失、相交等问题。如果存在，需要进行修复。
80.2.分类标识。遍历模型中的所有构件，将其分类标识为钢结构、混凝土结构、楼板等不同的结构类型。
81.3.质量赋值。根据各构件的材料参数，计算出其自重并赋予构件。自重计算公式如下：
82.m＝ρ
×
v；
83.其中，m为构件自重，ρ为材料密度，v为构件体积。
84.4.支撑关系标识。遍历模型，标识出钢结构与其他非钢结构之间的支撑关系。例如，钢柱与混凝土梁的连接为支撑关系。
85.在完成预处理后，可以提取出模型中的钢结构支撑系统。支撑系统由钢结构构件及其所支撑的非钢结构构件组成。
86.其中，在上述技术方案中，根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元的步骤，具体包括：
87.步骤1，获取三维设计模型；
88.步骤2，计算非钢构件的质量和质心坐标；
89.步骤3，从顶层开始，按照受力情况将非钢构件分解为多个单质量单元；
90.步骤4，在非钢构件的边界内均匀分布多个单质量单元，使单质量单元的质量之和最接近原非钢构件的质量；
91.步骤5，计算分解后单质量单元的质心坐标；
92.步骤6，判断分解后的质心坐标与分解前的质心坐标是否在允许的容差范围内；
93.步骤7，如果接近，拆分完成；如果不接近，继续向下一层进行拆分，重复步骤4-6；
94.步骤8，对下一层，按照相同的方法，在当前层边界内均匀分布单元，计算分解后的质心坐标，并判断是否接近；
95.步骤9，重复步骤4-8，直至非钢构件被完全拆分为单质量单元。
96.在步骤s10中已经获得了包含质量标记的建筑物钢结构支撑系统模型。该模型由节点和边组成的网格结构表示,节点上存储了所连接非钢构件的质量,边上存储了构件间的刚度信息。
97.在步骤s20中,需要将模型中非钢构件按照受力情况进行拆分,将其质量均匀地分解到多个单质量单元上。单质量单元取为1g。
98.拆分应遵循以下原则：
99.1.保持等效。拆分后的单质量单元集合应具有与原非钢构件相同的质心和质量。
100.2.顶层优先。自顶向下进行拆分，使顶层单元优先取得支撑。
101.3.受力均匀。同一构件内，受相同荷载的部分应将质量均匀分解。
102.拆分方法如下：
103.1.计算非钢构件的质量m，质心坐标(xc，yc，zc)，自顶向下逐层进行拆分。
104.2.对于顶层，在构件边界内均匀分布多个单质量单元，使其质量之和最接近m。
105.3.计算分解后单元的质心坐标(x
′c，y
′c，z
′c)。
106.4.判断(x
′c，y
′c，z
′c)与(xc，yc，zc)是否接近，如果差值在允许范围内，则完成拆分；否则，继续向下拆分一层，重复步骤2、3直到质心坐标足够接近。
107.5.对下一层，在当前层边界内均匀分布单元。重复步骤2、3、4，直到构件被完全拆分。
108.通过上述方法，可以将非钢构件合理均匀地拆分为多个单质量单元，同时保持了原构件的质量与质心。这样可以准确地表示原构件的受力分布情况。
109.对于某一非钢构件，设其质量为m，体积为v，密度为ρ，则根据其几何形式，可以计算出其质心坐标(xc，yc，zc)。
110.拆分后的第i层含有ni个单质量单元，第j个单元的坐标为(x
ij
，y
ij
，z
ij
)，其质量统一为1g。
111.则该层单元集合的质心坐标为：
[0112][0113][0114][0115]
需要满足：
[0116]
||(xc，yc，zc)-(x
′c，y
′c，z
′c)||≤∈；
[0117]
其中∈为给定的容差值。
[0118]
通过逐层向下拆分，直到满足质心容差要求，可以得到与原构件受力等效的单质量单元集合。
[0119]
将所有非钢构件按上述方法处理，最终得到含单质量单元的新网格模型。单元集合代表了原构件的受力分布情况。该模型为后续的计算分析建立了基础。
[0120]
上述方法通过控制单元划分的细致程度，可以准确表达构件的受力分布，避免了简化成集中质量带来的计算误差。同时计算过程采用矩阵向量形式表示，利于编程实现。综合考虑了均匀性、等效性与计算效率。
[0121]
进一步的，在上述技术方案中，根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图的步骤，具体包括：
[0122]
获取三维设计模型的钢结构信息，包括钢结构的节点和连接边信息；
[0123]
根据钢结构的连接点，创建对应的节点，节点分为一类节点、二类节点和三类节点；
[0124]
根据三维设计模型中的连接关系，建立节点之间的边关系；
[0125]
根据连接节点的信息，确定需要连接的节点对，然后创建对应的关系边；
[0126]
根据创建的节点和边关系，建立钢结构节点-边关系图，即参照图。
[0127]
在步骤s20中,已经将建筑物钢结构支撑系统中的非钢构件进行了单质量单元划分。现在针对包含单质量单元的支撑系统模型,构建节点-边关系图,表示节点间的连接关系及相互作用。
[0128]
1.确定节点：
[0129]
节点表示支撑系统中的连接点。包含以下三类:
[0130]
(1)一类节点:钢结构与非钢构件的连接点。
[0131]
(2)二类节点:钢结构内部的连接点。
[0132]
(3)三类节点:钢结构与上部钢结构的连接点。
[0133]
遍历模型中所有构件的端点,识别其所属类型,生成对应节点。
[0134]
2.确定边：
[0135]
边表示节点间的连接关系。包含以下两类:
[0136]
(1)构件边：连接相邻两节点的构件生成对应的边。
[0137]
(2)作用边：非钢构件的单质量单元与所连接节点间生成作用边。
[0138]
3.存储节点与边的相关信息
[0139]
对于每一个节点，存储其连接的单质量单元的质量。
[0140]
对于每一条边，存储其对应的构件的刚度值。
[0141]
4.构建节点-边关系图
[0142]
将所有节点及边的连接关系整合，构成节点-边关系图，表示整个支撑系统的拓扑结构及力学特性。
[0143]
在关系图中，节点表示支撑点，边表示节点间的作用关系。此外还存储了节点与边的力学特征，为后续建立计算模型提供数据。
[0144]
对于某个一类节点w，设其所连接的单质量单元集合为mw，给定单元质量为1g，则节点w的数值为mw：
[0145][0146]
对于某条边k，设其对应的构件刚度为rk，则边k的数值为rk。
[0147]
上述关系图综合表示了支撑系统的结构形态、刚度分布以及所承受的荷载信息。为后续的计算分析建立了基础。
[0148]
进一步的，在上述技术方案中，建立钢结构节点-边关系图的方法为图论算法，构建步骤为：
[0149]
获取三维设计模型中的数据；
[0150]
根据数据，识别钢结构中的节点；
[0151]
基于节点识别的结果，确定节点之间的连接关系，即边关系；
[0152]
为每条边关系分配权重，表示节点间关系的强度或重要性；
[0153]
使用选定的节点和边数据，利用图论算法构建节点-边关系图；
[0154]
将构建好的节点-边关系图进行可视化，以便分析和理解。
[0155]
进一步的，在上述技术方案中，对参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值的步骤，具体包括：
[0156]
步骤一，将所有的节点的初始值设为0；
[0157]
步骤二，按照从下部非钢构件开始，逐步向上计算的顺序，通过递归计算方法，从参照图的最底层节点开始，将当前节点与下一层通过边相连的节点数值进行累加，并加上当前节点的质量，将计算得到的数值赋给当前节点，递归处理与当前节点通过边相连的上一层节点；
[0158]
步骤三，重复步骤二，直到所有节点的数值确定，即达到收敛状态；
[0159]
步骤四，得到最终结果：每个节点的数值表示了其连接的单质量单元的质量之和。
[0160]
在步骤s30中已经构建了节点-边关系图,表示了支撑系统的拓扑结构及力学特性。s40需要在该关系图的基础上进行计算,得到每个节点的数值,即其所连接的单质量单元的质量之和。
[0161]
计算思路是:通过节点-边关系图表示的力传递路径,递归地从下至上累加单质量单元的质量,即荷载向上逐层反演,得到各节点的数值。
[0162]
计算步骤如下：
[0163]
1.确定计算顺序：
[0164]
从下部非钢构件开始，逐步向上计算。对于同一层中未计算的节点，按拓扑排序确定计算顺序，即每计算一个节点，就将其作为已知loads传给上层需要的节点。
[0165]
2.节点计算：
[0166]
对当前计算节点w：
[0167]
(1)汇总所有传入的已知loads，记为fw。
[0168]
(2)通过连接节点w的边，找到所有下部相连节点j，将fw按边的刚度比例分配：
[0169][0170]
其中f
wj
为分配给节点j的载荷，k
wj
、kw为相应刚度。
[0171]
(3)节点w的数值mw＝fw。
[0172]
3.递归计算
[0173]
重复步骤1、2，直到所有节点计算完成，得到节点-边图中每个节点的数值mi。
[0174]
该计算过程充分利用了节点-边关系图表示的拓扑信息，从下至上模拟了荷载在
结构中的反向传递过程。数值mw即表示节点w所承受的总荷载。
[0175]
为实现计算自动化，可采用程序实现上述recursion过程：
[0176]
、、、下面是伪代码
[0177]
计算节点数值(节点w)：
[0178]
输入：
[0179]
节点-边关系图g
[0180]
当前节点w的刚度kw、邻接节点集合nw
[0181]
输出：
[0182]
节点w的数值mw
[0183]
ifw已计算：
[0184]
返回mw
[0185]
mw＝0
[0186]
for每个邻节点j in nw：
[0187]
fj＝计算节点数值(j)
[0188]
fwj＝(kj/kw)*fj
[0189]
mw+＝fwj
[0190]
返回mw
[0191]
通过编程实现的计算过程，可以快速自动地得到节点-边关系图中所有节点的数值。为后续的分析建立了基础。
[0192]
上述方法充分利用图论与递归算法解决了复杂结构中的静力反演问题。图上节点存储的数值反映了结构在各位置的受力状态，为后续的质量分析提供关键输入。
[0193]
进一步的，在上述技术方案中，根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出，具体步骤为：
[0194]
遍历所有一类节点，利用一类节点的数值判断底部非钢构件的承载情况，比较一类节点的数值与预先设定的底部非钢构件的承载能力阈值；
[0195]
遍历所有三类节点，利用三类节点的数值判断钢结构的承载情况，比较三类节点的数值与相应的承载能力阈值；
[0196]
比较承载情况与相应的承载能力阈值，得到质量分析结论，采用bim模型的可视化呈现。
[0197]
针对计算所得的节点数值mw进行分析，判断结构的承载质量情况，最终给出质量分析结果。
[0198]
具体步骤如下：
[0199]
1.一类节点分析：
[0200]
遍历所有一类节点：
[0201]
(1)获取节点w的数值mw，所连接的非钢构件区域aw。
[0202]
(2)计算非钢构件的平均单位质量：
[0203]qw
＝mw/aw；
[0204]
(3)预设非钢构件的质量下限阈值p
l
。
[0205]
(4)如果qw＜p
l
，则记录节点w及所在区域质量不足。
[0206]
2.三类节点分析：
[0207]
遍历所有三类节点：
[0208]
(1)获取节点w的数值mw，所连接的钢构件sw。
[0209]
(2)计算钢构件的平均单位质量：
[0210]qw
＝mw/l(sw)；
[0211]
(3)预设钢构件的质量上限阈值pu。
[0212]
(4)如果qw》pu，则记录节点w及所在钢构件超载。
[0213]
3.综合分析：
[0214]
将一类节点与三类节点的分析结果综合，得到建筑物各部位的质量分析情况。
[0215]
判断结果是否满足要求，确定钢结构和非钢构件是否需要调整。输出调整建议或质量分析报告。
[0216]
在计算过程中，可设置不同部位的自定义质量阈值，进行差异化控制。
[0217]
上述分析流程综合考虑了钢结构和非钢构件的质量情况，通过阈值判断反映了结构设计的合理性。其中单位质量的计算体现了分布情况。
[0218]
分析结果输出可以采用bim模型的可视化呈现，通过颜色标注直接展示质量分布及问题部位，便于进行调整。
[0219]
相比简单汇总质量，该分析方法能提供更丰富的结构质量信息，对指导优化设计具有重要意义。
[0220]
综上，步骤s50根据前面计算所得的节点数值，分别对钢结构和非钢构件进行质量分析和评估，采用可视化的形式输出分析结果，为结构设计的调整优化提供参考，完成了建筑物钢结构质量分析的最后一步。
[0221]
进一步的，在上述技术方案中，分析结论输出采用bim模型的可视化呈现，具体步骤为：
[0222]
根据分析结论的内容和需要，配置bim模型来反映评估结果，包括在bim模型中应用颜色编码、图形标记、标签的方式来表示超过承载能力的部分或其他关键信息；
[0223]
利用bim软件，根据bim模型的配置生成可视化结果，涉及生成视图、截图、动画或其他形式的可视化输出；
[0224]
将生成的可视化结果展示给相关人员。
[0225]
其中，在上述技术方案中，获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型中，建筑物的三维设计模型的建立步骤，具体包括：
[0226]
收集与建筑物设计相关的基础数据，包括土地测量数据、建筑要求和规范、设计需求、结构计划；
[0227]
基于收集的基础数据和设计要求，制定建立三维设计模型的策略，作为建筑物模型；
[0228]
创建建筑物模型的框架，添加建筑元素，完善建筑物模型细节；
[0229]
对建立的建筑物模型进行校核和验证，确保其准确性和一致性；
[0230]
完成建筑物模型后，进行模型审查和评估，得到三维设计模型。
[0231]
本发明的第二方面提供一种建筑物钢结构质量分析方法，其中，所述计算机可读
存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的一种建筑物钢结构质量分析方法。
[0232]
本发明的第三方面提供一种建筑物钢结构质量分析系统，其中，包括上述的一种计算机可读存储介质。

技术特征：
1.一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：s10、获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型，至少包含钢结构的支撑物、钢结构以及钢结构的被支撑物；s20、根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元，每个单质量单元为1g；s30、根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图，其中，所述参照图的节点包括一类节点、二类节点和三类节点，所述一类节点表示钢结构与被支撑物的连接点，所述一类节点的数值为对应的连接点分担的单质量单元的数量；所述三类节点表示钢结构与支撑物的连接点，所述三类节点的数值为对应的连接点分担的单质量单元的数量，初始值为0；所述二类节点表示钢结构内部的连接点；所述参照图的关系边表示所述参照图的节点之间存在的实体边，所述关系边的数值为对应的实体边的质量，单位为g；s40、对所述参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值；s50、根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出。2.根据权利要求1所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元的步骤，具体包括：步骤1，获取所述三维设计模型；步骤2，计算非钢构件的质量和质心坐标；步骤3，从顶层开始，按照受力情况将所述非钢构件分解为多个单质量单元；步骤4，在所述非钢构件的边界内均匀分布多个所述单质量单元，使所述单质量单元的质量之和最接近原所述非钢构件的质量；步骤5，计算分解后所述单质量单元的质心坐标；步骤6，判断分解后的所述质心坐标与分解前的所述质心坐标是否在允许的容差范围内；步骤7，如果接近，拆分完成；如果不接近，继续向下一层进行拆分，重复步骤4-6；步骤8，对下一层，按照相同的方法，在当前层边界内均匀分布单元，计算分解后的所述质心坐标，并判断是否接近；步骤9，重复步骤4-8，直至所述非钢构件被完全拆分为所述单质量单元。3.根据权利要求2所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图的步骤，具体包括：获取所述三维设计模型的钢结构信息，包括钢结构的节点和连接边信息；根据钢结构的连接点，创建对应的节点，节点分为一类节点、二类节点和三类节点；根据三维设计模型中的连接关系，建立节点之间的边关系；根据连接节点的信息，确定需要连接的节点对，然后创建对应的关系边；根据创建的节点和边关系，建立所述钢结构节点-边关系图，即参照图。4.根据权利要求3所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述建立所述钢结构节点-边关系图的方法为图论算法，构建步骤为：获取所述三维设计模型中的数据；根据所述数据，识别所述钢结构中的节点；
基于节点识别的结果，确定节点之间的连接关系，即边关系；为每条所述边关系分配权重，表示节点间关系的强度或重要性；使用选定的节点和边数据，利用图论算法构建节点-边关系图；将构建好的所述节点-边关系图进行可视化，以便分析和理解。5.根据权利要求3所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述对所述参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值的步骤，具体包括：步骤一，将所有的节点的初始值设为0；步骤二，按照从下部非钢构件开始，逐步向上计算的顺序，通过递归计算方法，从所述参照图的最底层节点开始，将当前节点与下一层通过边相连的节点数值进行累加，并加上所述当前节点的质量，将计算得到的数值赋给所述当前节点，递归处理与所述当前节点通过边相连的上一层节点；步骤三，重复步骤二，直到所有节点的数值确定，即达到收敛状态；步骤四，得到最终结果：每个节点的数值表示了其连接的单质量单元的质量之和。6.根据权利要求5所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出，具体步骤为：遍历所有一类节点，利用所述一类节点的数值判断底部非钢构件的承载情况，比较一类节点的数值与预先设定的底部非钢构件的承载能力阈值；遍历所有三类节点，利用三类节点的数值判断钢结构的承载情况，比较三类节点的数值与相应的承载能力阈值；比较承载情况与相应的所述承载能力阈值，得到质量分析结论，采用bim模型的可视化呈现。7.根据权利要求6所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述分析结论输出采用bim模型的可视化呈现，具体步骤为：根据所述分析结论的内容和需要，配置bim模型来反映评估结果，包括在bim模型中应用颜色编码、图形标记、标签的方式来表示超过承载能力的部分或其他关键信息；利用bim软件，根据bim模型的配置生成可视化结果，涉及生成视图、截图、动画或其他形式的可视化输出；将生成的所述可视化结果展示给相关人员。8.根据权利要求1所述的一种建筑物钢结构质量分析方法，其特征在于，所述获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型中，建筑物的三维设计模型的建立步骤，具体包括：收集与建筑物设计相关的基础数据，包括土地测量数据、建筑要求和规范、设计需求、结构计划；基于收集的所述基础数据和设计要求，制定建立三维设计模型的策略，作为建筑物模型；创建所述建筑物模型的框架，添加建筑元素，完善所述建筑物模型细节；对建立的所述建筑物模型进行校核和验证，确保其准确性和一致性；完成所述建筑物模型后，进行模型审查和评估，得到所述三维设计模型。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序指
令，所述程序指令运行时，用于执行权利要求1-8任一项所述的一种建筑物钢结构质量分析方法。10.一种建筑物钢结构质量分析系统，其特征在于，包括权利要求9所述的一种计算机可读存储介质。

技术总结
本发明提供了一种建筑物钢结构质量分析方法、介质及系统，属于质量分析技术领域，该建筑物钢结构质量分析方法包括以下步骤获取建筑物的包括质量标记的三维设计模型；根据三维设计模型将被支撑物根据受力情况拆分为多个单质量单元，每个单质量单元为1g；根据三维设计模型建立钢结构节点-边关系图记为参照图，参照图的节点包括一类节点、二类节点和三类节点；对参照图进行求解，得到每一个三类节点的数值；根据第一支撑阈值分析每一个一类节点的数值，并根据第三支撑阈值分析每一个三类节点的数值，将分析结果作为建筑物钢结构质量分析结果并输出，具有高效、准确、全面的技术效果，同时带来安全评估、延长使用寿命和资源节约等有益效果。有益效果。有益效果。


技术研发人员：李保成 孙皓 李祥龙 王鑫 姚宏
受保护的技术使用者：中建八局发展建设有限公司
技术研发日：2023.08.28
技术公布日：2023/10/15