(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111673550.6 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 上海市机 械施工集团有限公司 地址 200072 上海市 静安区洛川中路701号 5号楼108室 (72)发明人 周锋　武诣霖　陈晓明　贾宝荣　 袁鼎　金伟峰　张宗早　严斌　 马良　罗建冬　刘伟　薛世亮　 李显松　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 王士强 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06T 7/50(2017.01) G06T 17/10(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种既有空间管桁架结构加固方法 (57)摘要 本发明涉及钢结构 工程建造技术领域， 公开 一种既有空间管桁架结构加固方法。 对既有空间 管桁架结构的真实几何模型进行结构力学分析， 得到既有空间管桁架结构的剩余承 载力； 根据既 有空间管桁架结构的剩余承 载力， 对既有空间管 桁架结构的真实几何模型进行深化加固设计； 将 深化加固设计的设计结果输入加工设备， 对既有 空间管桁架结构进行加固。 本发 明提供的既有空 间管桁架结构加固方法， 能够在 充分评估既有空 间管桁架剩余承 载力的前提下， 更为有效地对其 节点、 杆件进行外包加固， 并使外包构件与既有 构件完美贴合， 确保了加固施工的精度和质量， 延长了既有空间管桁架结构的使用寿命， 降低了 既有空间管桁架结构的维护维修成本 。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114398703 A 2022.04.26 CN 114398703 A 1.一种既有空间管桁架结构加固方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 对既有空间管桁架结构进行三维扫描， 得到包含有若干个反射坐标点的整体点云 模型； S2、 截取既有空间管桁架结构需加固的部位， 得到局部点云模型； S3、 对局部点云模型中从属于同一杆件的若干个反射坐标点进行拟合， 得到杆件拟合 中心线和杆件外径； S4、 将杆件拟合中心线和杆件外径引入结构计算模型， 建立包含有几何缺陷的既有空 间管桁架结构的真实几何模型； S5、 对既有空间管桁架结构的真实几何模型进行结构力学分析， 得到既有空间管桁架 结构的剩余承载力； S6、 根据既有空间管桁架结构的剩余承载力， 对既有空间管桁架结构的真实几何模型 进行深化加固设计； S7、 将深化加固设计的设计结果输入加工设备， 对既有空间管桁架结构进行加固。 2.根据权利要求1所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 采用最小二乘法 对局部点云模型中从属于同一杆件的若干个反射 坐标点进行拟合。 3.根据权利要求2所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 最小二乘法的目 标函数为杆件拟合中心线与反射 坐标点之间距离组成的数集的方差最小。 4.根据权利要求3所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 若杆件拟合中心 线与反射坐标点之 间距离组成的数集的方差大于预设方差时， 则将直线拟合修正为曲线拟 合或分段折线拟合。 5.根据权利要求1所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 既有空间管桁架 结构的真实几何模型包括杆件的几何线性 参数、 节点 坐标、 空间相贯关系和截面真实尺寸。 6.根据权利要求1所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 采用外包钢骨法 对既有空间管桁架结构的真实几何模型进行深化加固设计。 7.根据权利要求6所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 在既有空间管桁 架结构的空间圆管的相贯节点外套设加固圆管作为外包钢骨。 8.根据权利要求7所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 在空间圆管的相 贯节点设置三角形加劲板 。 9.根据权利要求7所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 加工设备在程序 控制下对加固圆管进行相贯线切割 、 马鞍口切割以及开槽 。 10.根据权利要求1 ‑9任一项所述的既有空间管桁架结构加固方法， 其特征在于， 几何 缺陷包括节点几何坐标偏差和杆件弯曲。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114398703 A 2一种既有空间管桁架结构加固 方法 技术领域 [0001]本发明涉及钢结构工程建造技术领域， 尤其涉及 一种既有空间管桁架结构加固方 法。 背景技术 [0002]随着金属结构的大力推广和钢结构技术的不断成熟， 金属结构的应用范围日益广 泛， 金属结构的数量也增长迅速。 在众多的结构形式中， 空间管桁架结构以其众多的优点广 受推崇。 大量既有空间管桁架结构公共建筑经过长时间服役， 已经进入功能退化期， 其在建 造与服役期间产生、 积累的缺陷与损伤已对其结构抗力产生了重大影响。 将这些既有结构 建筑全部拆除重 建是不现实的， 因此， 需要将这些既有空间管桁架结构建筑加固、 改造后继 续服役。 发明内容 [0003]基于以上问题， 本发明的目的在于提供一种既有空间管桁架结构加固方法， 能够 对既有空间管桁架结构进行加固， 延长了既有空间管桁架结构的使用寿命， 降低了既有空 间管桁架结构的维护维修成本 。 [0004]为达上述目的， 本发明采用以下技 术方案： [0005]一种既有空间管桁架结构加固方法， 包括以下步骤： [0006]S1、 对既有空间管桁架结构进行三维扫描， 得到包含有若干个反射坐标点的整体 点云模型； [0007]S2、 截取既有空间管桁架结构需加固的部位， 得到局部点云模型； [0008]S3、 对局部点云模型中从属于同一杆件的若干个反射坐标点进行拟合， 得到杆件 拟合中心线和杆件外径； [0009]S4、 将杆件拟合中心线和杆件外径引入结构计算模型， 建立包含有几何缺陷的既 有空间管桁架结构的真实几何模型； [0010]S5、 对既有空间管桁架结构的真实几何模型进行结构力学分析， 得到既有空间管 桁架结构的剩余承载力； [0011]S6、 根据既有空间管桁架结构的剩余承载力， 对既有空间管桁架结构的真实几何 模型进行深化加固设计； [0012]S7、 将深化加固设计的设计结果输入加工设备， 对既有空间管桁架结构进行加固。 [0013]作为本发明的既有空间管桁架结构加固方法的可选方案， 采用最小二乘 法对局部 点云模型中从属于同一杆件的若干个反射 坐标点进行拟合。 [0014]作为本发明的既有空间管桁架结构加固方法的可选方案， 最小二乘 法的目标函数 为杆件拟合中心线与反射 坐标点之间距离组成的数集的方差最小。 [0015]作为本发明的既有空间管桁架结构加固方法的可选方案， 若杆件拟合中心线与反 射坐标点之 间距离组成的数集的方差大于预设方差时， 则将直线拟合修正为曲线拟合或分说　明　书 1/5 页 3 CN 114398703 A 3