CN109612412A - 一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法及评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法，包括：步骤1：获取原始三维激光点云数据；步骤2：对原始三维激光点云数据进行坐标变换；步骤3：对坐标转换后的原始三维激光点云数据进行平滑处理；步骤4：计算结合面施工时被移除的混凝土体积V；步骤5：计算预制混凝土试件结合面所占预制混凝土试件表面的面积S；步骤6：得出结合面粗糙度的计算值a＝V/S。与现有技术相比，本发明提供一种了可靠、有效可行、准确、全面的用于装配式建筑预制混凝土构件结合面的基于三维激光扫描技术的预制混凝土构件结合面粗糙度评价方法，可应用于预制墙、柱、梁、板等构件粗糙面的施工质量评价。

Description

一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法及评价系统

技术领域

本发明涉及预制混凝土构件评价监测领域，尤其是涉及一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法及评价系统。

背景技术

在装配式建筑相较于传统建筑相比具有节能减排、绿色环保、工业化生产、快速施工、缩短工期等优势，能提高我国现阶段建筑业劳动生产率低、技术创新性不强、建筑品质不高的缺点，推动着建造方式的改变、并能提高企业信息化、可视化管控管理水平，并且通过预制装配式产业链的整合，催生相关新产业和服务业，可以使产业链上各企业的核心竞争力得到提高，全产业标准化，规格化，使得信息流、物流、资金流得到有效整合。当前，预制装配式建筑构件结合面多采用粗糙面的形式，但在试件生产的过程中存在以下不足：

1.粗糙面制作技术有露骨料，拉毛，凿毛，印花，采用不同施工工艺的结合面质量参差不齐，施工质量难以保证。

2.当前主要采用凹凸深度对粗糙面进行评价，缺少对构件粗糙面全面的有效可行的评价标准。

3.无法做到产品粗糙面的可追溯与全过程评价。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠、有效可行、准确、全面，用于装配式建筑预制混凝土构件结合面的基于三维激光扫描技术的预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法及评价系统，具体应用于预制墙、柱、梁、板等构件粗糙面的施工质量评价。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法，包括以下步骤：

步骤1：利用三维激光扫描仪对预制混凝土试件结合面所在表面进行扫描，获取原始三维激光点云数据；

步骤2：以预制混凝土试件结合面所在平面为x-y平面，垂直于x-y平面为z轴向，对原始三维激光点云数据进行坐标变换；

步骤3：对坐标转换后的原始三维激光点云数据进行平滑处理，得到平滑后的三维激光点云数据；

步骤4：根据平滑后的三维激光点云数据，计算点云平滑面对于经过z坐标最大值点且平行于x-y面的平面的积分，得到结合面施工时被移除的混凝土体积V；

步骤5：根据平滑后的三维激光点云数据，计算其在x-y平面上投影的面积，得到预制混凝土试件结合面所占预制混凝土试件表面的面积S；

步骤6：根据结合面施工时被移除的混凝土的体积V和结合面面积S，得出结合面粗糙度的计算值a＝V/S。

还包括：通过三维激光扫描技术建立预制混凝土构件结合面BIM实测模型。

一种根据所述的计算方法进行预制混凝土构件结合面粗糙度评价的系统，包括：

采集模块，用于读取步骤1获取的原始三维激光点云数据，并执行步骤2和步骤3；

计算模块，用于根据采集模块采集到的点云数据，执行步骤4～步骤6；

比对模块，用于从设计BIM模型中提取粗糙度设计值，并与计算模块的计算结果比较，完成粗糙度评价，输出评价结果。

所述的采集模块包括：

数据读取单元，用于读取三维激光扫描仪获取的原始三维激光点云数据，并识别其中表示预制混凝土构件结合面部分的有效数据；

坐标转换单元，用于识别数据读取单元识别完成的数据中预制混凝土构件结合面所在平面，并以该平面为x-y平面建立空间三维直角坐标系，完成数据的坐标转换。

所述的计算模块包括：

数据拟合单元，用于对点云数据进行平滑处理；

粗糙度计算单元，用于计算结合面施工时被移除的混凝土的体积V和结合面面积S，并计算结合面粗糙度计算值a＝V/S。

所述的比对模块包括：

设计值读取单元，用于获取设计BIM模型中的结合面粗糙度设计值a₀；

比对单元，用于比对所述的计算模块所得粗糙度计算值a与所述设计值读取单元所得结合面粗糙度设计值a₀的相对关系，得到结合面粗糙度评价结果；

输出单元，用于输出结合面粗糙度评价结果.

与现有技术相比，本发明提供了一种可靠、有效可行、准确、全面，用于装配式建筑预制混凝土构件结合面的基于三维激光扫描技术的预制混凝土构件结合面粗糙度评价方法，可应用于预制墙、柱、梁、板等构件粗糙面的施工质量评价。

附图说明

图1为本实施例计算方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法，包括以下步骤：

S1：制备若干预制混凝土试件，并对预制混凝土试件表面设计位置按照不同施工工法进行结合面施工作业；

S2：利用三维激光扫描仪对带有不同结合面的预制混凝土试件表面进行扫描，以获取预制混凝土试件表面的原始三维激光点云数据；

S3：对原始三维激光点云数据进行坐标变换，以预制混凝土试件表面所在平面为x-y平面，垂直于x-y平面为z轴向；

S4：对坐标转换后的原始三维激光点云数据进行平滑处理，得到平滑后的三维激光点云数据；

S5：根据平滑后三维激光点云数据，计算点云平滑面对于过平面z坐标最大值点且平行于x-y面的平面的积分，即得到结合面施工时被移除的混凝土体积V；

S6：根据平滑后的三维激光点云数据，计算其在x-y平面上投影的面积，得出结合面面积，即预制混凝土试件结合面所占预制混凝土试件表面的面积S；

S7：根据结合面施工时被移除的混凝土的体积V以及结合面面积S，得出结合面粗糙度的计算值a＝V/S。

Claims (6)

1.一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用三维激光扫描仪对预制混凝土试件结合面所在表面进行扫描，获取原始三维激光点云数据；

步骤2：以预制混凝土试件结合面所在平面为x-y平面，垂直于x-y平面为z轴向，对原始三维激光点云数据进行坐标变换；

步骤3：对坐标转换后的原始三维激光点云数据进行平滑处理，得到平滑后的三维激光点云数据；

步骤4：根据平滑后的三维激光点云数据，计算点云平滑面对于经过z坐标最大值点且平行于x-y面的平面的积分，得到结合面施工时被移除的混凝土体积V；

步骤5：根据平滑后的三维激光点云数据，计算其在x-y平面上投影的面积，得到预制混凝土试件结合面所占预制混凝土试件表面的面积S；

步骤6：根据结合面施工时被移除的混凝土的体积V和结合面面积S，得出结合面粗糙度的计算值a＝V/S。

2.根据权利要求1所述的一种预制混凝土构件结合面粗糙度计算方法，其特征在于，还包括：通过三维激光扫描技术建立预制混凝土构件结合面BIM实测模型。

3.一种根据权利要求1或2所述的计算方法进行预制混凝土构件结合面粗糙度评价的系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于读取步骤1获取的原始三维激光点云数据，并执行步骤2和步骤3；

计算模块，用于根据采集模块采集到的点云数据，执行步骤4～步骤6；

比对模块，用于从设计BIM模型中提取粗糙度设计值，并与计算模块的计算结果比较，完成粗糙度评价，输出评价结果。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的采集模块包括：

数据读取单元，用于读取三维激光扫描仪获取的原始三维激光点云数据，并识别其中表示预制混凝土构件结合面部分的有效数据；

坐标转换单元，用于识别数据读取单元识别完成的数据中预制混凝土构件结合面所在平面，并以该平面为x-y平面建立空间三维直角坐标系，完成数据的坐标转换。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的计算模块包括：

数据拟合单元，用于对点云数据进行平滑处理；

粗糙度计算单元，用于计算结合面施工时被移除的混凝土的体积V和结合面面积S，并计算结合面粗糙度计算值a＝V/S。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的比对模块包括：

设计值读取单元，用于获取设计BIM模型中的结合面粗糙度设计值a₀；

比对单元，用于比对所述的计算模块所得粗糙度计算值a与所述设计值读取单元所得结合面粗糙度设计值a₀的相对关系，得到结合面粗糙度评价结果；

输出单元，用于输出结合面粗糙度评价结果。