一种装配式建筑的安全风险评估方法及系统

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种装配式建筑的安全风险评估方法及系统。

背景技术：

1、随着工业化进程的加快，传统的现场施工方式难以满足大规模、快速建设的需求。装配式建筑通过工厂化的生产模式，将建筑物的部分或全部构件在工厂内预制完成，然后运输到施工现场进行组装。提高了建筑效率，缩短了建设周期。

2、目前，装配式建筑在全球范围内得到了广泛的应用，尤其是在住宅、商业、工业和基础设施等领域。但由于装配式建筑需要进行组装的特性，其安全性需要进行评估，针对此，本发明提出一种装配式建筑的安全风险评估方法及系统。

技术实现思路

1、本发明提供了一种装配式建筑的安全风险评估方法，包括：

2、s10、收集装配式建筑构件的数据资料；

3、s20、根据收集的装配式建筑构件的数据资料建立三维几何模型；

4、s30、将三维几何模型的边界连接处划分为多个有限元，定义有限元的形函数；

5、s40、根据形函数计算质量矩阵、刚度矩阵、载荷向量，由质量矩阵、刚度矩阵和载荷向量组成有限元方程；

6、s50、解有限元方程，获得位移向量，根据位移向量计算应变，根据应变计算应力；

7、s60、根据单个有限元的应力进行单元应力集成，计算装配式建筑构件边界连接处的总应力；

8、s70、根据装配式建筑构件边界连接处的总应力值和位移计算弯曲程度，根据弯曲程度评估装配式建筑的安全性。

9、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其中建立三维几何模型应模拟装配式建筑真实的环境和建筑的实际使用情况，使用收集的装配式建筑构件的数据资料建立构件之间连接的三维几何模型，为模型中的每种材料分配真实的物理和力学属性，并设定合理的支撑条件和施加各类荷载。

10、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其中有限元方程的组成包括质量矩阵、刚度矩阵、载荷向量，质量矩阵的元素通过积分装配式建筑构件体积内的密度与形函数的乘积得到；刚度矩阵的元素通过积分装配式建筑构件内的应变能密度与形函数的导数的乘积得到；载荷向量需计算每个有限元的贡献，然后使用形函数将这些力投影到节点上，形成整个结构的载荷向量。

11、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其中解有限元方程需建立频域方程，将时域函数转换为频域函数，再进行反傅里叶变换，求解频域未知位移向量。

12、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其中根据单个有限元的应力进行单元应力集成需要收集高斯点应力值，计算有限元平均应力，对有限元的平均应力值进行求和计算获得装配式建筑边界的总应力值。

13、本发明还提供了一种装配式建筑的安全风险评估系统，包括：收集模块、建模模块、计算模块、评估模块。

14、收集模块：用于收集装配式建筑构件的数据资料；

15、建模模块：用于根据收集的装配式建筑构件的数据资料建立三维几何模型；

16、计算模块：用于将三维几何模型的边界连接处划分为多个有限元，定义有限元的形函数，根据形函数计算质量矩阵、刚度矩阵、载荷向量，由质量矩阵、刚度矩阵和载荷向量组成有限元方程，解有限元方程，获得位移向量，根据位移向量计算应变，根据应变计算应力，根据单个有限元的应力进行单元应力集成，计算装配式建筑构件边界连接处的总应力；

17、评估模块：根据装配式建筑构件边界连接处的总应力值和位移计算弯曲程度，根据弯曲程度评估装配式建筑的安全性。

18、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其中建立三维几何模型应模拟装配式建筑真实的环境和建筑的实际使用情况，使用收集的装配式建筑构件的数据资料建立构件之间连接的三维几何模型，为模型中的每种材料分配真实的物理和力学属性，并设定合理的支撑条件和施加各类荷载。

19、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其中有限元方程的组成包括质量矩阵、刚度矩阵、载荷向量，质量矩阵的元素通过积分装配式建筑构件体积内的密度与形函数的乘积得到；刚度矩阵的元素通过积分装配式建筑构件内的应变能密度与形函数的导数的乘积得到；载荷向量需计算每个有限元的贡献，然后使用形函数将这些力投影到节点上，形成整个结构的载荷向量。

20、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其中解有限元方程需建立频域方程，将时域函数转换为频域函数，再进行反傅里叶变换，求解频域未知位移向量。

21、如上所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其中根据单个有限元的应力进行单元应力集成需要收集高斯点应力值，计算有限元平均应力，对有限元的平均应力值进行求和计算获得装配式建筑边界的总应力值。

22、本发明实现的有益效果如下：根据构件边界连接处的总应力值和位移计算弯曲程度，有利于提高装配式建筑的安全性。

1.一种装配式建筑的安全风险评估方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其特征在于，建立三维几何模型应模拟装配式建筑真实的环境和建筑的实际使用情况，使用收集的装配式建筑构件的数据资料建立构件之间连接的三维几何模型，为模型中的每种材料分配真实的物理和力学属性，并设定合理的支撑条件和施加各类荷载。

3.如权利要求1所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其特征在于，有限元方程的组成包括质量矩阵、刚度矩阵、载荷向量，质量矩阵的元素通过积分装配式建筑构件体积内的密度与形函数的乘积得到；刚度矩阵的元素通过积分装配式建筑构件内的应变能密度与形函数的导数的乘积得到；载荷向量需计算每个有限元的贡献，然后使用形函数将这些力投影到节点上，形成整个结构的载荷向量。

4.如权利要求1所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其特征在于，解有限元方程需建立频域方程，将时域函数转换为频域函数，再进行反傅里叶变换，求解频域未知位移向量。

5.如权利要求1所述的一种装配式建筑的安全风险评估方法，其特征在于，根据单个有限元的应力进行单元应力集成需要收集高斯点应力值，计算有限元平均应力，对有限元的平均应力值进行求和计算获得装配式建筑边界的总应力值。

6.一种装配式建筑的安全风险评估系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其特征在于，建立三维几何模型应模拟装配式建筑真实的环境和建筑的实际使用情况，使用收集的装配式建筑构件的数据资料建立构件之间连接的三维几何模型，为模型中的每种材料分配真实的物理和力学属性，并设定合理的支撑条件和施加各类荷载。

8.如权利要求6所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其特征在于，有限元方程的组成包括质量矩阵、刚度矩阵、载荷向量，质量矩阵的元素通过积分装配式建筑构件体积内的密度与形函数的乘积得到；刚度矩阵的元素通过积分装配式建筑构件内的应变能密度与形函数的导数的乘积得到；载荷向量需计算每个有限元的贡献，然后使用形函数将这些力投影到节点上，形成整个结构的载荷向量。

9.如权利要求6所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其特征在于，解有限元方程需建立频域方程，将时域函数转换为频域函数，再进行反傅里叶变换，求解频域未知位移向量。

10.如权利要求6所述的一种装配式建筑的安全风险评估系统，其特征在于，根据单个有限元的应力进行单元应力集成需要收集高斯点应力值，计算有限元平均应力，对有限元的平均应力值进行求和计算获得装配式建筑边界的总应力值。