本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)分析，具體涉及一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法、系統(tǒng)、電子設備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、建筑工程領域中，支護結(jié)構(gòu)受力分析是保障施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。隨著建筑規(guī)模的擴大和復雜性的提升，支護結(jié)構(gòu)的設計與分析直接影響工程質(zhì)量和成本控制，成為行業(yè)技術(shù)進步的核心驅(qū)動力之一。然而，傳統(tǒng)方法在面對現(xiàn)代建筑需求時逐漸暴露出不足?，F(xiàn)有解決方案多依賴二維圖紙和簡化計算模型，難以全面反映支護結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)，尤其是對于復雜幾何形狀和多樣化材料屬性的表達，往往存在精度低、數(shù)據(jù)割裂等問題。這種方法在從設計到分析的環(huán)節(jié)中缺乏有效銜接，導致信息傳遞不完整，分析結(jié)果與實際工況偏差較大。

2、在這一背景下，支護結(jié)構(gòu)受力分析面臨顯著的技術(shù)挑戰(zhàn)。首先，幾何特征的精確建模困難，傳統(tǒng)手段難以準確刻畫支護結(jié)構(gòu)的立體形態(tài)及其與周圍環(huán)境的相互作用。其次，物理屬性的完整表達不足，材料特性、邊界條件等關(guān)鍵參數(shù)難以在單一模型中統(tǒng)一體現(xiàn)。最后，設計與分析的無縫對接尚未實現(xiàn)，數(shù)據(jù)在不同階段的轉(zhuǎn)換中易發(fā)生丟失或畸變。這些未解決的技術(shù)因素，導致支護結(jié)構(gòu)受力分析在復雜工程中難以滿足高精度和高效率的要求，進而衍生出如何整合多維度信息并提升分析可靠性的獨特難題。

3、因此，如何基于bim技術(shù)構(gòu)建包含幾何特征、物理屬性和邊界條件的完整三維模型，并在支護結(jié)構(gòu)受力分析中實現(xiàn)設計與分析的無縫對接，成為提升建筑工程領域技術(shù)水平的關(guān)鍵問題。這一問題的解決，將直接推動支護結(jié)構(gòu)分析從傳統(tǒng)經(jīng)驗模式向數(shù)字化、智能化模式的轉(zhuǎn)型。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法，所述方法包括：

2、s1.獲取支護結(jié)構(gòu)的設計數(shù)據(jù)，通過bim技術(shù)生成包含幾何特征、物理屬性和邊界條件的三維初始模型；

3、s2.從所述三維初始模型中提取材料特性和環(huán)境作用數(shù)據(jù)，通過有限元分析法整合所述物理屬性與所述邊界條件，得到受力計算模型；

4、s3.根據(jù)所述受力計算模型，采用有限元分析法對模型進行應力應變分析，并更新所述受力計算模型，得到統(tǒng)一模型；

5、s4.通過仿真分析算法計算所述統(tǒng)一模型支護結(jié)構(gòu)的受力分布，得到初步的受力結(jié)果數(shù)據(jù)，并從所述受力結(jié)果數(shù)據(jù)中提取偏差值，若偏差值大于預設閾值，則通過調(diào)整所述統(tǒng)一模型的參數(shù)重新計算，直到所述偏差值小于預設閾值，得到最終的受力分析結(jié)果。

6、優(yōu)選的，所述s1包括：

7、獲取支護結(jié)構(gòu)設計數(shù)據(jù)，包括所述幾何特征、材料參數(shù)和荷載信息；

8、將所述支護結(jié)構(gòu)設計數(shù)據(jù)導入至bim系統(tǒng)中，建立支護結(jié)構(gòu)的三維幾何模型；

9、為所述三維幾何模型添加所述物理屬性和所述邊界條件，得到所述三維初始模型。

10、優(yōu)選的，所述s2包括：

11、基于所述三維初始模型獲取初始模型信息，包括模型各部件的所述材料特性和環(huán)境作用數(shù)據(jù)；

12、通過數(shù)據(jù)融合算法整合所述材料特性和所述環(huán)境作用數(shù)據(jù)，并基于所述邊界條件生成綜合作用力分布；

13、基于所述綜合作用力分布對所述三維初始模型進行細化網(wǎng)格劃分，并利用有限元分析法對劃分后模型進行處理，建立所述受力計算模型。

14、優(yōu)選的，所述s3包括：

15、獲取所述受力計算模型的所述設計數(shù)據(jù)，并采用有限元分析法對所述受力計算模型進行離散化處理，得到網(wǎng)格模型；

16、對所述網(wǎng)格模型進行應力應變分析，計算模型中各節(jié)點的受力狀態(tài)，并通過迭代優(yōu)化算法對所述設計數(shù)據(jù)進行調(diào)整，更新所述受力計算模型；

17、針對更新后的所述受力計算模型，對模型的設計數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并采用數(shù)據(jù)一致性檢查算法，驗證轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)完整性，得到所述統(tǒng)一模型。

18、優(yōu)選的，所述s4包括：

19、基于應力應變分析法計算所述統(tǒng)一模型中各節(jié)點的位移和單元應力，得到初步的所述受力結(jié)果數(shù)據(jù)；

20、對所述受力結(jié)果數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計算每組數(shù)據(jù)的平均值和標準差，并基于計算結(jié)果確定偏差值；

21、判斷所述偏差值與預設閾值之間的大小，若所述偏差值大于所述預設閾值，則進入?yún)?shù)調(diào)整流程，采用梯度下降算法對所述統(tǒng)一模型參數(shù)進行優(yōu)化并重新計算，直到所述偏差值小于預設閾值，得到最終的受力分析結(jié)果。

22、本發(fā)明還提供了一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實現(xiàn)上述任意一項所述的方法，包括：初始模型構(gòu)建模塊、受力模型構(gòu)建模塊、統(tǒng)一模型構(gòu)建模塊和受力分析模塊；

23、所述初始模型構(gòu)建模塊用于獲取支護結(jié)構(gòu)的設計數(shù)據(jù)，通過bim技術(shù)生成包含幾何特征、物理屬性和邊界條件的三維初始模型；

24、所述受力模型構(gòu)建模塊用于從所述三維初始模型中提取材料特性和環(huán)境作用數(shù)據(jù)，通過有限元分析法整合所述物理屬性與所述邊界條件，得到受力計算模型；

25、所述統(tǒng)一模型構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述受力計算模型，采用有限元分析法對模型進行應力應變分析，并更新所述受力計算模型，得到統(tǒng)一模型；

26、所述受力分析模塊通過仿真分析算法計算所述統(tǒng)一模型支護結(jié)構(gòu)的受力分布，得到初步的受力結(jié)果數(shù)據(jù)，并從所述受力結(jié)果數(shù)據(jù)中提取偏差值，若偏差值大于預設閾值，則通過調(diào)整所述統(tǒng)一模型的參數(shù)重新計算，直到所述偏差值小于預設閾值，得到最終的受力分析結(jié)果。

27、本發(fā)明還提供了一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)上述任意一項所述的基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法。

28、本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，當所述計算機程序被執(zhí)行時，實現(xiàn)上述任意一項所述的基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

30、本發(fā)明首先利用bim技術(shù)構(gòu)建包含幾何特征、物理屬性和邊界條件的三維數(shù)字結(jié)構(gòu)模型，然后通過有限元分析算法生成受力計算模型；接著，采用迭代優(yōu)化算法實現(xiàn)設計與分析環(huán)節(jié)的無縫對接，形成統(tǒng)一模型；本發(fā)明通過仿真分析算法計算支護結(jié)構(gòu)的受力分布，并根據(jù)偏差值進行參數(shù)調(diào)整和重新計算，最終得到精確的受力分析結(jié)果。通過數(shù)據(jù)映射算法，本發(fā)明生成直觀的可視化受力分布圖，為工程設計和決策提供有力支持，這種方法實現(xiàn)了支護結(jié)構(gòu)設計、分析和優(yōu)化的全流程數(shù)字化，提高了分析精度和效率，為工程實踐提供了有效的技術(shù)支撐。

技術(shù)特征：

1.一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法，其特征在于，所述s1包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法，其特征在于，所述s2包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法，其特征在于，所述s3包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法，其特征在于，所述s4包括：

6.一種基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-5任意一項所述的方法，其特征在于，包括：初始模型構(gòu)建模塊、受力模型構(gòu)建模塊、統(tǒng)一模型構(gòu)建模塊和受力分析模塊；

7.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任意一項所述的基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法。

8.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，當所述計算機程序被執(zhí)行時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的基于bim的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)分析領域，公開了一種基于BIM的建筑支護結(jié)構(gòu)受力分析方法、系統(tǒng)、電子設備及存儲介質(zhì)，方法包括：獲取支護結(jié)構(gòu)的設計數(shù)據(jù)，通過BIM技術(shù)生成包含幾何特征、物理屬性和邊界條件的三維初始模型；從三維初始模型中提取材料特性和環(huán)境作用數(shù)據(jù)，通過有限元分析法整合物理屬性與邊界條件，得到受力計算模型；根據(jù)受力計算模型，采用有限元分析法對模型進行應力應變分析并更新受力計算模型，得到統(tǒng)一模型；通過仿真分析算法計算統(tǒng)一模型支護結(jié)構(gòu)的受力分布，得到初步的受力結(jié)果數(shù)據(jù)，并從受力結(jié)果數(shù)據(jù)中提取偏差值，若偏差值大于預設閾值，則通過調(diào)整統(tǒng)一模型的參數(shù)重新計算，直到偏差值小于預設閾值，得到最終的受力分析結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：徐也茹
受保護的技術(shù)使用者：西南科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15