本发明属于建筑施工，具体涉及一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法。
背景技术：
1、多塔连体结构是一种现代高层建筑中常见的复杂结构形式，它由多个塔楼通过一个或多个连体结构在不同高度连接而成，不仅提供了独特的建筑美学，还增加了建筑的使用功能。这种结构的设计和施工面临着众多技术挑战，主要是因为其结构的受力特点复杂，需要综合考虑塔楼间的相互影响、协同工作以及整体结构的刚度和强度。
2、在设计和施工过程中，必须考虑到结构的安全因素，包括结构的冗余设计和施工过程中的安全措施。此外，多塔连体结构还需要适应其所在的环境，包括地质条件、气候因素等，以确保结构的长期稳定性和耐久性。
3、因此在建设过程中，多塔连体结构需要精确地控制塔楼和连体结构的施工精度，以确保结构的稳定性和安全性，这要求工程师在设计-施工全程过程中考虑众多因素来准确调整施工策略，这对工程师来说无疑是非常巨大的挑战。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，通过本发明能够实现对多塔连体结构施工的建设周期的建模分析，辅助工程师对建设周期内的施工方式进行实时调控，以使连体结构能够按照预期准确地架设在多个塔楼之间。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明提供的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，包括：
4、步骤s1、建立针对塔楼以及多塔连体结构的有限元分析模型，根据其全建设周期状态下的受力以及形变状态的推演结果对施工策略进行调整；
5、步骤s2、基于各塔楼在建设周期内测量的建筑参数构建数字孪生模型；
6、步骤s3、基于数字孪生模型，利用eviews软件建立arma模型并采用逆函数预报法预测塔楼的沉降数据值；
7、步骤s4、基于预测结果对施工策略进行实时调整；
8、步骤s5、在塔楼施工完成后，分析各个塔楼上的连体结构预置安装点位置，并根据分析结果采取预设的调控措施进行施工控制，最终完成连体结构的安装工作。
9、优选的，步骤s1包括：
10、确定存在连体结构预置安装点的所有塔楼所对应的设计模型以及设计参数；
11、将设计模型导入到有限元分析软件中，基于设计模型确定塔楼的结构尺寸和形状；
12、根据设计参数在模型中定义各种材料的物理属性，其中，物理属性包括弹性模量、泊松比、质量以及密度；
13、将几何模型划分成有限数量的小单元，其中小单元包括一维的杆件、二维的壳元或三维的实体元；
14、在模型上施加实际的约束条件和载荷以模拟塔楼在现实世界中的各种工况，同时使用有限元软件对模型进行计算，得到结构在给定载荷下的应力、应变以及位移响应；
15、根据计算结果对施工策略进行制定与调整，使建设的所有塔楼达到预设的目标性能，调整内容包括施工材料属性、地基设计深度、桩基优化设计、结构加强以及施工顺序和时间。
16、优选的，步骤s2包括：
17、通过设置在塔楼上的传感器收集各塔楼在建设周期内的建筑参数、沉降观测数据、荷载变化以及环境温湿度，获取建设周期内塔楼上各位置对应的建筑材料数据；
18、根据塔楼当前的施工进度，基于针对塔楼的有限元分析模型通过截取的方式得到塔楼已施工部分的当前整体结构；
19、基于当前整体结构以及所采集的建筑参数、沉降观测数据、荷载变化、环境温湿度以及建筑材料数据构建塔楼的数字孪生模型。
20、优选的，步骤s3包括：
21、基于数字孪生模型，利用eviews软件建立arma模型：
22、
23、其中，表示塔楼施工至地面以上t层完毕时测量得到的塔楼的沉降数据值，表示自回归参数，表示滑动平均参数，表示塔楼施工至地面以上t层完毕时塔楼沉降过程中的影响项；
24、
25、其中，表示塔楼施工至地面以上t层完毕时塔楼的总重量，表示根据建筑材料数据所知的塔楼施工必要的额外施工材料以及设备的总重量，表示预设的修正系数，表示基层土壤的刚性系数；
26、当为0时，则确定arma模型为n阶自回归模型，模型变式为：
27、
28、当为0时，则确定arma模型为m阶滑动平均模型，模型变式为：
29、
30、根据建筑材料数据，计算确定塔楼上除楼体结构以外的施工材料的总重作为第二类荷载；
31、对于模型所形成的沉降数据值序列，基于施工过程中的观测结果，采用adf检验法对其进行平稳性测试，对于非平稳的沉降数据值序列进行差分处理后再进行测试；
32、采用最小信息准则法对模型进行优化，用极大似然估计法对优化后的模型中的自回归参数以及滑动平均参数进行估计；
33、检测模型的残差序列是否为白噪声序列从而判断模型的适配性，当适配时采取逆函数预报法对模型进行预报，得到塔楼施工完毕时的总沉降数据值。
34、优选的，步骤s4包括：
35、基于预测结果估算各塔楼的沉降量，基于有限元分析模型全建设周期状态下的受力以及形变状态的推演结果确定塔楼的轴向压缩量；
36、基于有限元分析模型模拟连体结构四周差异竖向变形时的受力影响，并确定设计允许差异值；
37、通过调整各塔楼施工的先后顺序、标高补偿以及局部楼层做高的方法降低连体结构的预置安装点与塔楼之间的竖向标高差异值；
38、根据实际施工进度定期监测塔楼沉降以及各楼层压缩量，确定塔楼与连体结构连接范围楼层标高控制点的竖向标高差异值；
39、根据监测结果对有限元分析模型进行修正，预测各塔楼后续沉降以及轴向压缩，得到竖向标高差异值；
40、确定在连接塔楼与连体结构时，通过微调对接牛腿间标高的方式，尽可能降低差异标高。
41、优选的，步骤s5包括：
42、在塔楼施工完成后，获取各个塔楼上安装的多种传感数据，以及连体结构各预置安装点在水平面上的历史位置数据；
43、基于传感数据以及预置安装点在水平面上的历史位置数据对数字孪生模型进行更新；
44、基于数字孪生模型分析确定塔楼在不同风载、温度共同作用下的侧向变形规律以及各预置安装点与其对应设计位置点的水平变位差值；
45、针对数字孪生模型，采用有限元分析手段建立空中的连体结构与塔楼之间的整体连接模型，并分析判断水平变位差对连体模型的受力影响；
46、当连体结构的局部内力增大值小于5%则确定为无影响；
47、当连体结构的局部内力增大值在5%—10%之间时采取局部加固措施；
48、当连体结构的局部内力增大值在10%以上时采取精确调控措施。
49、优选的，精确调控措施为精确调整塔楼间相对水平位形，具体方式包括：
50、测量预置安装点与其围成区域的变动规律，确定连体结构的合拢时机；
51、将多塔间的连体结构整体提升到预置安装点位置所代表的连接高度；
52、在合拢时机将提升的连体结构与塔楼进行临时连接；
53、调整临时水平可调支撑系统，通过对比测量水平变位与设计值进行调整；
54、调整完成后正式连接连体结构与塔楼。
55、本发明至少取得了以下有益效果：
56、1.通过本发明，能够实现对多塔连体结构施工的建设周期的建模分析，实现对建设周期内的施工方式进行实时调控，以使连体结构能够按照预期准确地架设在多个塔楼之间。
57、2.通过预测各塔楼后续沉降和轴向压缩得到竖向标高差异值，并在连接塔楼与连体结构时通过微调对接牛腿间标高的方式，尽可能降低差异标高，可以显著提高施工精度，确保结构的稳定性和使用寿命。
58、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，所述步骤s4包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，所述步骤s5包括：
7.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的多塔连体结构施工形变预测控制方法，其特征在于，精确调控措施为精确调整塔楼间相对水平位形，具体方式包括：
