CN117807659A - 一种建筑结构缺陷检测和纠正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑结构缺陷检测和纠正方法及系统，其技术特点是：采集建筑结构相关数据并导入BIM模型，并在BIM模型中添加结构属性；基于BIM模型执行缺陷检测算法，识别建筑结构潜在问题；根据建筑结构布置传感器网络，用于实时监测建筑结构的物理参数；根据BIM模型对建筑结构进行有限元仿真分析得到建筑结构仿真结果数据，并与传感器传输的实时数据进行对比，识别建筑结构的缺陷；根据发现的缺陷制定纠正方案，对纠正后的建筑结构进行检验；根据BIM软件将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告。本发明能够更加全面、准确地识别和定位建筑结构缺陷，减少了人为因素的干扰，有效地提高了缺陷检测和纠正的准确性和效率。

Description

一种建筑结构缺陷检测和纠正方法及系统

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，尤其是一种建筑结构缺陷检测和纠正方法及系统。

背景技术

BIM(Building Information Modeling)是一种数字化建筑设计和管理的技术，通过将建筑信息建模，实现建筑设计、施工和运营全过程的数字化管理和优化。BIM技术将建筑物的结构、设备、系统等信息整合到一个数字模型中，从而提高建筑物的设计质量、施工效率和管理水平。虽然BIM技术的发展可以追溯到上世纪六七十年代，但是在过去的十年中，随着计算机硬件和软件的不断发展，BIM技术得到了快速发展和广泛应用。目前，BIM技术已经应用于建筑、土木工程、机械工程、电气工程等多个领域，成为数字化设计和管理的重要工具。

建筑结构缺陷是指建筑物在使用中因设计、施工、材料等方面出现的不符合规范和要求的问题而导致的缺陷、损伤或病害，可能会对建筑物的结构安全性和使用功能产生影响。这些缺陷可能出现在建筑物的各个部位，如墙体、楼板、屋顶、地基、梁柱等包括材料缺陷、结构设计不合理、施工工艺不当等。这些缺陷可能会对建筑物的安全性、使用寿命和维修成本等方面造成影响，因此及时检测和纠正建筑结构缺陷是非常重要的。建筑结构缺陷的检测和纠正是建筑物维护和管理的重要环节，能够提高建筑物的安全性、稳定性和使用寿命，同时减少维护成本和人员伤亡事故的风险。

在传统的建筑缺陷检测中，通常利用平面施工图进行检测，依靠人工根据经验进行巡检和测试，这种方法往往需要大量的人力物力，而且检测结果也容易受到人为因素的干扰，往往存在着施工质量缺陷难控制、效率低下、人力资源浪费、易出错等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种建筑结构缺陷检测和纠正方法及系统，通过从BIM模型中提取结构信息、应力分析和仿真等技术手段，自动检测和识别建筑结构缺陷，并提出相应的纠正策略，不仅能够提高建筑结构缺陷的检测效率和准确性，而且能够减少人力资源的浪费，提高建筑质量和安全性。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，包括以下步骤：

步骤1、采集建筑结构相关数据并导入BIM模型，并在BIM模型中添加结构属性；

步骤2、基于BIM模型，执行缺陷检测算法，识别建筑结构潜在问题；

步骤3、根据建筑结构布置传感器网络，用于实时监测建筑结构的物理参数；

步骤4、根据BIM模型对建筑结构进行有限元仿真分析得到建筑结构仿真结果数据，并与传感器传输的实时数据进行对比，识别建筑结构的缺陷；

步骤5、根据发现的缺陷制定纠正方案，对纠正后的建筑结构进行检验；

步骤6、根据BIM软件将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告。

进一步，所述建筑结构相关数据包括几何形状、构件属性、材料和载荷信息和建筑物系统信息，所述结构属性包括建筑元素的几何形状、材料属性和连接方式信息。

进一步，所述步骤2的具体实现方法为：根据已知的结构缺陷信息，对BIM模型进行标记形成训练数据；从BIM模型中提取与结构缺陷检测相关的特征,对提取的特征进行标准化；选择线性核函数提高SVM的拟和能力；将标记好的训练数据划分为训练集和测试集；使用训练集对SVM模型进行训练，使其学习与结构缺陷相关的特征和模式；将训练好的SVM模型应用于未标记的BIM模型，预测每个结构单元的缺陷概率；基于预测结果和设定的阈值，判断每个结构单元是否存在缺陷；将训练好的SVM模型应用于实际项目中的BIM数据，实时检测结构缺陷，标记可能存在问题的区域，从而识别建筑结构的潜在问题。

进一步，所述步骤3采用如下方法布置传感器网络以实时监测建筑结构的物理参数：

在建筑结构的支撑点处安装传感器，用以监测结构的承载能力；

在建筑结构的连接节点处、梁柱的交点、梁柱的支座处和建筑屋顶和墙体连接处安装传感器，用以监测连接部位的应力和应变情况；

在建筑结构中容易出现裂缝的区域安装传感器，用以监测裂缝的情况；

在建筑结构中受外力影响较大的区域安装传感器，用以监测结构在外力作用下的应力和应变，受外力影响较大的区域包括风荷载或地震影响较大的区域。

进一步，所述步骤4的具体实现方法为：将BIM建筑模型转化为有限元分析模型，该有限元分析模型满足结构受力分析要求；根据传感器监测得到结构应力和应变的实测值，根据建筑结构的载荷信息进行ANSYS有限元仿真，得到建筑结构关键部位应力和应变理论值；将传感器实测值数据和理论值数据进行对比，确定结构缺陷位置。

进一步，所述ANSYS有限元仿真方法为：

将BIM模型导出为ANSYS支持的STEP格式，包括建筑结构的几何信息和属性；

基于ANSYS仿真软件，设置模型的属性并进行如下力学特性分析；

对建筑结构进行应变分析，用于检测和描述建筑结构的变形程度、表征拉伸、剪切和压缩形式的变形；

对建筑结构进行应力分析，用于检测和描述材料或建筑结构所受的内部力，评估材料的承载能力，了解建筑结构在外部力作用下的稳定性；

分析建筑结构的受力平衡方程，通过边界条件求解，得到建筑结构在受力作用下的变形情况；

利用傅里叶变换进行频域分析，对建筑结构的振动信号进行频域分析，检测异常的频率成分；

进行模态分析，对建筑结构的固有振动模态进行分析，检测建筑结构问题。

进一步，所述纠错方案包括调整结构尺寸、添加构件、更换构件和加固构件。

进一步，所述步骤5的具体实现方法为：利用有限元优化算法，自动寻找满足预设目标和约束条件的方案，通过敏感性分析，优化决策；该有限元优化算法是利用ANSYS软件进行拓扑优化、形状优化、尺寸优化、拓扑和形状混合优化分析，找到最优设计参数配置。

进一步，所述步骤6的具体实现方法为：根据传感器监测数据和ANSYS分析结果数据，将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告，其方法为：利用ANSYS软件内置的图形生成工具，创建应力分布云图、位移图、应变云图；根据ANSYS软件中后处理工具标记和记录检测到的缺陷位置，包括在模型上标注应力高峰点和位移异常区域；根据结果导出报告，更新ANSYS模型，重复有限元分析以检验纠正效果。

一种实现建筑结构缺陷检测和纠正方法的系统，包括以下模块：

数据采集模块，用于获取到的建筑模型基本信息，导入、创建和管理BIM模型，包括建筑的几何信息、结构属性、材料信息，以供给其他模块进行分析和处理；

缺陷检测模块，基于BIM模型数据，执行缺陷检测算法，分析识别建筑结构中潜在的问题；

结构分析模块，根据ANSYS有限元分析软件，对结构进行详细的数值分析，评估缺陷对结构性能的影响；

缺陷纠正模块，利用有限元优化算法，自动寻找满足预设目标和约束条件的方案，通过敏感性分析，优化决策，基于检测和分析的结果，提供对每个缺陷的纠正建议；

可视化和报告生成模块，用于生成检测和纠正过程的报告。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用BIM技术实现了自动检测和纠正建筑结构缺陷功能，其通过数字化建筑模型、大数据分析和智能算法等技术手段，能够更加全面、准确地识别和定位建筑结构缺陷，减少了人为因素的干扰，有效地提高了缺陷检测和纠正的准确性和效率，同时，本系统还能够提供实时的缺陷信息反馈和监控，有利于及时发现和解决缺陷问题，确保建筑结构的安全性和稳定性。

2、本发明的缺陷检测模块是基于BIM技术的自动化检测模块，其通过采集和处理建筑物的结构数据，检测出建筑结构中的缺陷，并提供详细的报告。具体而言，该模块包括数据采集、特征提取、缺陷检测等功能模块，能够自动识别建筑物中的不同类型的缺陷，包括识别结构强度、变形、不合规范的支撑柱等，实现快速、准确的缺陷检测功能。

3、本发明通过实时监测建筑结构的状态和健康状况，可以在发现异常时及时发出警报并进行纠正，从而能够及早发现和修复建筑结构的潜在缺陷，有效提高建筑物的安全性、稳定性和使用寿命，同时减少维护成本和人员伤亡事故的风险。

4、本发明可以自动进行缺陷检测和纠正，减少了人力成本的投入，并且，由于系统的高效性，也可以减少因为缺陷带来的损失，从而节约维修和修复的成本。

5、本发明的结构分析模块主要用于建筑结构缺陷的分析，其利用仿真软件，能够在短时间内完成对建筑结构的复杂分析，采用数学模型和数值方法，精确模拟建筑结构的力学行为。通过对结构进行有限元分析，可以准确预测结构的变形、应力分布和其他关键行为，从而帮助检测结构中潜在的缺陷。

6、本发明发明设计合理，可以提供更准确、更全面的缺陷检测和纠正服务，可以帮助提高建筑管理水平。通过自动化的缺陷检测和纠正流程，可以避免人为疏漏和错误，从而提高管理效率和准确性，降低管理成本。此外，系统可以提供可视化的数据和报告，帮助建筑管理员更好地了解建筑缺陷的情况，及时采取措施，进一步提高建筑安全性能。

附图说明

图1为本发明的建筑结构缺陷检测和纠正方法的流程示意图；

图2为本发明的建筑结构缺陷检测和纠正方法中传感器网络布置流程示意图；

图3为本发明的建筑结构缺陷检测和纠正方法中仿真分析流程示意图；

图4为本发明的建筑结构缺陷检测和纠正系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

本发明的设计思想是：在对建筑物结构缺陷进行检测纠正时，其核心就是结构缺陷的检测和纠正，会涉及到使用合理的算法仿真和制定合理的纠正方案，通过对建筑结构的数字化三维模型进行实时监测和分析，能够高效、准确地检测建筑结构中的潜在缺陷并根据实际情况进行相应的调整和优化。本发明的建筑结构缺陷和纠正方法利用了BIM技术来获取建筑物的CAD数据或BIM模型，采集建筑物的数据，布置传感器网络，用于实时采集建筑结构的各项数据，通过仿真理论值与监测值的对比，自动识别和检测可能存在的缺陷，在检测到缺陷后，系统通过智能算法和模拟技术提供相应的纠正方案，并更新BIM模型，进而改进和优化建筑结构的稳定性和安全性。建筑领域的专业人员使用本发明可以更快速、精准地发现和解决建筑结构中的问题，提高建筑质量，降低维护成本，提升建筑结构的整体性能。该发明在建筑工程管理和维护方面具有广泛的应用前景。进行有限元仿真分析，选择合适的纠正策略并自动进行纠正，以及通过可视化和报告生成提高建筑缺陷检测的结果易于理解和应用，提高了检测效率和准确性。

基于上述设计思想，本发明提出一种自动检测纠正建筑缺陷方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1(S100)、采集建筑结构相关数据并导入建筑BIM模型，在BIM模型中添加结构属性包括建筑元素的几何形状、材料属性、连接方式信息。

在本发明中，建筑结构相关数据包括建筑结构的几何形状、构件属性、材料和载荷信息、建筑物系统信息，用于导入建筑BIM模型。

步骤2(S200)、基于BIM模型数据，执行缺陷检测算法，识别潜在问题(识别结构强度、变形裂缝及应力集中)。

本步骤的具体实现方法为：从BIM软件中导入建筑结构的三维模型，包括几何信息、结构属性、材料信息；根据已知的结构缺陷信息，对BIM模型进行标记，明确哪些部分存在缺陷，形成训练数据；从BIM模型中提取与结构缺陷检测相关的特征，这可以包括几何特征、材料属性、结构连接等信息；对提取的特征进行标准化，确保它们具有相似的尺度，以提高SVM模型的性能；选择线性核函数提高SVM的拟和能力；将标记好的训练数据划分为训练集和测试集，以便评估模型的性能；使用训练集对SVM模型进行训练，使其学习与结构缺陷相关的特征和模式；将训练好的SVM模型应用于未标记的BIM模型，预测每个结构单元的缺陷概率；基于预测结果和设定的阈值，判断每个结构单元是否存在缺陷；将训练好的SVM模型应用于实际项目中的BIM数据，实时检测结构缺陷，标记可能存在问题的区域，为维护和修复提供依据。

在步骤中，采用支持向量机(Support Vector Machine，SVM)对结构的状态进行分类。SVM对收集的数据进行标记，通过信号处理提取特征，对提取的特征进行标准化，使用数据进行模型训练，将训练集中的输入特征输入到SVM模型中，使用训练数据训练SVM模型，使其学习与特征相关的分类或回归规律，使用测试集对训练好的模型进行验证，评估其在未见过的数据上的性能，将模型的输出结果反馈到BIM模型中，标记可能存在问题的区域，为维护和修复提供依据。

步骤3(S300)、基于建筑结构布置传感器网络，用于实时监测结构的物理参数，所述物理参数包括应力、变形，并将数据传输至系统。

如图2所示，本步骤采用传感器网络进行建筑结构缺陷检测(S310)；在建筑关键构件和部位安装传感器(S320)；根据检测目标选择适当的传感器类型，确保传感器能够捕捉所需数据(S330)；建立实时数据监测系统，对传感器数据进行实时处理和分析，设置阈值和报警机制(S340)。

在本步骤中，通过在建筑结构关键部位布置传感器可以实时监测结构状态，获取结构物理参数，发现潜在的问题，了解结构的性能状态。安装传感器要确定结构中关键的构件和部位，考虑结构的设计、施工和使用历史，确定潜在的缺陷区域。进一步的，在建筑结构的连接节点处、梁柱的交点、梁柱的支座处和建筑屋顶和墙体连接处安装应力传感计，监测结构的受力情况；在建筑结构的梁柱连接点、墙体交界处安装位移传感器，检测结构的变形情况，在高层的建筑上可以安装加速度传感器，检测结构的振动情况。进一步的，选择无线传感器网络，确保传感器之间的数据同步，以获取准确的整体结构响应。进一步的，集成传感器数据到实时监测系统，设定阈值，当传感器数据超过阈值时进行报警。

在本实施例中，采用如下方法布置传感器网络以实时监测结构的物理参数：

根据建筑结构的支撑点处安装传感计，所述的传感器用以监测结构的承载能力；

根据建筑结构的连接节点处、梁柱的交点、梁柱的支座处和建筑屋顶和墙体连接处安装传感器，所述的传感器用以监测连接部位的应力和应变情况；

根据建筑结构中容易出现裂缝的区域安装传感器，所述的传感器用以监测裂缝的情况；

根据建筑结构中受外力影响较大的区域，包括风荷载或地震影响较大的区域，安装传感器以监测结构在外力作用下的应力和应变。

步骤4(S400)、根据BIM模型对建筑结构进行有限元仿真分析，与传感器传输的实时数据进行对比，识别结构的缺陷：将BIM建筑模型转化为有限元分析模型，该有限元分析模型满足结构受力分析要求；然后根据传感器监测的结构应力和应变的实测值，根据建筑结构的载荷信息进行ANSYS有限元仿真，得到建筑结构关键部位应力和应变理论值；最后，根据传感器实测值数据和理论值数据进行对比，确定结构缺陷位置。

如图3所示，本步骤采用ANSYS有限元仿真方法对建筑结构进行分析：基于BIM建筑结构几何信息和属性进行力学分析(S410)；对重要结构进行应变分析，检测结构变形程度(S420)；对重要结构进行应力分析，检测材料和结构在外力作用下的稳定情况(S430)；对重要结构进行频域分析和模态分析，检测异常频率(S440)；根据传感器实测数据和理论值数据进行对比，确定结构缺陷位置(S450)。

本步骤的具体实现方法为：

将BIM建筑模型导出为ANSYS支持的STEP格式，包括结构的几何信息和属性；

基于ANSYS仿真软件，设置BIM建筑模型的属性并进行力学特性分析；

1、对建筑结构进行应变分析，所述的应变分析用于检测和描述结构的变形程度，表征拉伸、剪切和压缩形式的变形，涉及到的应变计算公式为：

其中，ε为应变，ΔL是变形，L是初始长度。

2、对建筑结构进行应力分析，所述的应力分析用于检测和描述材料或结构所受的内部力，评估材料的承载能力，了解结构在外部力作用下的稳定性，涉及到的应力计算公式为：

σ＝E·ε (2)

其中，σ是应力，E是弹性模量，ε是应变。

3、分析建筑结构的受力平衡方程，通过边界条件求解，得到结构在受力作用下的变形情况，其公式为：

其中是应变与位移之间的关系，b是单位长度的体积力。

4、利用傅里叶变换进行频域分析，对建筑结构的振动信号进行频域分析，检测异常的频率成分。

5、进行模态分析，对建筑结构的固有振动模态进行分析，检测结构问题。

步骤5(S500)、根据发现的缺陷制定纠正方案，包括调整结构尺寸、添加构件、更换构件和加固构件，对纠正后的建筑结构进行检验。

本发明采用有限元优化算法制定纠正方案，方法为：自动寻找满足预设目标和约束条件的方案，通过敏感性分析，优化决策。

在本实施例中有限元优化算法利用ANSYS软件实现，其利用ANSYS软件进行拓扑优化、形状优化、尺寸优化、拓扑和形状混合优化分析，找到最优设计参数配置。

步骤6(S600)、根据BIM软件将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告。

在本步骤中，根据传感器监测数据和ANSYS分析结果数据导出，将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告，具体方法为：利用ANSYS软件内置的图形生成工具，创建应力分布云图、位移图、应变云图；根据ANSYS软件中后处理工具标记和记录检测到的缺陷位置，包括在模型上标注应力高峰点和位移异常区域；根据结果导出报告，更新ANSYS模型，重复有限元分析以检验纠正效果。

为了实现上述方法，本发明还提出一种实现上述建筑缺陷检测纠正的系统，如图4所示，该检测纠正系统包括数据采集模块、缺陷检测模块、结构分析模块、缺陷纠正模块、可视化和报告生成模块五大模块。下面对系统中的各个模块分析进行说明：

数据采集模块，用于提供获取到的建筑模型基本信息，导入、创建和管理建筑信息模型(BIM)，包括建筑的几何信息、结构属性、材料信息，以供给其他模块进行分析和处理；

缺陷检测模块，基于BIM模型数据，执行缺陷检测算法，分析识别建筑结构中潜在的问题，所述的问题包括：识别结构强度、变形裂缝及应力集中；

结构分析模块，根据ANSYS有限元分析软件，对结构进行详细的数值分析，评估缺陷对结构性能的影响；

缺陷纠正模块，利用有限元优化算法，自动寻找满足预设目标和约束条件的方案，通过敏感性分析，优化决策，基于检测和分析的结果，提供对每个缺陷的纠正建议，包括结构加固、材料更换；

可视化和报告生成模块，用于生成检测和纠正过程的报告。

可视化和报告生成模块包括数据可视化、报告生成、三维可视化、数据分析和用户交互等子模块，可视化和报告生成模块能够生成易于理解和使用的报告和三维模型。

可视化和报告生成模块利用Solibri Model Checker进行BIM模型检查和可视化，将建筑缺陷检测结果以图形化界面的形式展现出来，在3D建模中将缺陷标记为特定的颜色或图标，以生成缺陷检测和纠正过程的报告。

通过上述模块实现对建筑结构缺陷的自动检测和纠正功能。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、采集建筑结构相关数据并导入BIM模型，并在BIM模型中添加结构属性；

步骤2、基于BIM模型，执行缺陷检测算法，识别建筑结构潜在问题；

步骤3、根据建筑结构布置传感器网络，用于实时监测建筑结构的物理参数；

步骤4、根据BIM模型对建筑结构进行有限元仿真分析得到建筑结构仿真结果数据，并与传感器传输的实时数据进行对比，识别建筑结构的缺陷；

步骤5、根据发现的缺陷制定纠正方案，对纠正后的建筑结构进行检验；

步骤6、根据BIM软件将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告。

2.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述建筑结构相关数据包括几何形状、构件属性、材料和载荷信息和建筑物系统信息，所述结构属性包括建筑元素的几何形状、材料属性和连接方式信息。

3.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：根据已知的结构缺陷信息，对BIM模型进行标记形成训练数据；从BIM模型中提取与结构缺陷检测相关的特征,对提取的特征进行标准化；选择线性核函数提高SVM的拟和能力；将标记好的训练数据划分为训练集和测试集；使用训练集对SVM模型进行训练，使其学习与结构缺陷相关的特征和模式；将训练好的SVM模型应用于未标记的BIM模型，预测每个结构单元的缺陷概率；基于预测结果和设定的阈值，判断每个结构单元是否存在缺陷；将训练好的SVM模型应用于实际项目中的BIM数据，实时检测结构缺陷，标记可能存在问题的区域，从而识别建筑结构的潜在问题。

4.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述步骤3采用如下方法布置传感器网络以实时监测建筑结构的物理参数：

在建筑结构的支撑点处安装传感器，用以监测结构的承载能力；

在建筑结构的连接节点处、梁柱的交点、梁柱的支座处和建筑屋顶和墙体连接处安装传感器，用以监测连接部位的应力和应变情况；

在建筑结构中容易出现裂缝的区域安装传感器，用以监测裂缝的情况；

在建筑结构中受外力影响较大的区域安装传感器，用以监测结构在外力作用下的应力和应变，受外力影响较大的区域包括风荷载或地震影响较大的区域。

5.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现方法为：将BIM建筑模型转化为有限元分析模型，该有限元分析模型满足结构受力分析要求；根据传感器监测得到结构应力和应变的实测值，根据建筑结构的载荷信息进行ANSYS有限元仿真，得到建筑结构关键部位应力和应变理论值；将传感器实测值数据和理论值数据进行对比，确定结构缺陷位置。

6.根据权利要求5所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述ANSYS有限元仿真方法为：

将BIM模型导出为ANSYS支持的STEP格式，包括建筑结构的几何信息和属性；

基于ANSYS仿真软件，设置模型的属性并进行如下力学特性分析；

对建筑结构进行应变分析，用于检测和描述建筑结构的变形程度、表征拉伸、剪切和压缩形式的变形；

对建筑结构进行应力分析，用于检测和描述材料或建筑结构所受的内部力，评估材料的承载能力，了解建筑结构在外部力作用下的稳定性；

分析建筑结构的受力平衡方程，通过边界条件求解，得到建筑结构在受力作用下的变形情况；

利用傅里叶变换进行频域分析，对建筑结构的振动信号进行频域分析，检测异常的频率成分；

进行模态分析，对建筑结构的固有振动模态进行分析，检测建筑结构问题。

7.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述纠错方案包括调整结构尺寸、添加构件、更换构件和加固构件。

8.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述步骤5的具体实现方法为：利用有限元优化算法，自动寻找满足预设目标和约束条件的方案，通过敏感性分析，优化决策；该有限元优化算法是利用ANSYS软件进行拓扑优化、形状优化、尺寸优化、拓扑和形状混合优化分析，找到最优设计参数配置。

9.根据权利要求1所述的一种建筑结构缺陷检测和纠正方法，其特征在于：所述步骤6的具体实现方法为：根据传感器监测数据和ANSYS分析结果数据，将建筑结构缺陷结果生成详细的缺陷检测和纠正报告，其方法为：利用ANSYS软件内置的图形生成工具，创建应力分布云图、位移图、应变云图；根据ANSYS软件中后处理工具标记和记录检测到的缺陷位置，包括在模型上标注应力高峰点和位移异常区域；根据结果导出报告，更新ANSYS模型，重复有限元分析以检验纠正效果。

10.一种实现权利要求1至9任一项所述建筑结构缺陷检测和纠正方法的系统，其特征在于：

数据采集模块，用于获取到的建筑模型基本信息，导入、创建和管理BIM模型，包括建筑的几何信息、结构属性、材料信息，以供给其他模块进行分析和处理；

缺陷检测模块，基于BIM模型数据，执行缺陷检测算法，分析识别建筑结构中潜在的问题；

结构分析模块，根据ANSYS有限元分析软件，对结构进行详细的数值分析，评估缺陷对结构性能的影响；

缺陷纠正模块，利用有限元优化算法，自动寻找满足预设目标和约束条件的方案，通过敏感性分析，优化决策，基于检测和分析的结果，提供对每个缺陷的纠正建议；

可视化和报告生成模块，用于生成检测和纠正过程的报告。