# 筑安 R2：房屋桥梁模型与可选布点

2026-11-03。在原报告中加入房屋与桥梁实验室；原连续梁计算仍在第三个标签页。双击“开始查看.html”即可离线使用。

## 已实现

- 三层框架房屋与双跨双主梁桥三维概念模型，均有24个带编号的传感器候选安装位。
- 勾选安装、点击定位、透视、旋转、缩放及时间回放；安装座有定位块与环形接口概念几何，不是加工设计。
- 位移、温补后机械应变、倾角、加速度、温度五类信号；同一图只比较同一物理量。采样50 Hz，40秒，共2001组/测点。
- 房屋11种场景：正常、单角沉降、均匀沉降、首层刚度下降、局部梁刚度下降、荷载增加、侧风、合成地面振动、温度、E03漂移、沉降与刚度复合变化。
- 桥梁10种场景：正常、中墩沉降、支座柔化、主梁刚度下降、车辆移动、荷载增加、温度伸缩、伸缩受限、E03漂移、沉降与刚度复合变化。
- 观测驱动的有限候选比较：只读取已装测点的稳态变化、高通波动、末段趋势和全程平滑幅度；没有把当前场景标签传给判断函数。候选相近、测点不足、模型失配分别显示。
- 当前信号CSV、OBJ/MTL导出；位置表和原始几何模型已保存在模型、数据目录。

## 力学模型

静力为每节点6自由度的三维Euler–Bernoulli空间杆系，含EA、EIy、EIz及GJ，局部坐标变换后组装。矩形截面使用Saint-Venant扭转常数近似，不把极惯性矩直接当J。包括杆件自重、楼层/桥面恒载、预设侧向力、附加荷载、温度等效结点力和支座给定位移或弹簧。应变恢复包括轴向应变、双向弯曲、均布荷载的泡函数修正与热应变扣除。

房屋：6×4 m，三层各3 m；柱0.3×0.3 m，梁0.25×0.45 m，E=30 GPa、泊松比0.2，热膨胀系数1e-5/K。每层等效集中质量20 t；楼层荷载每角36 kN，并计杆件自重。围护墙、窗和坡屋顶只有几何展示，不提供刚度或单独质量。基础固定转角，沉降为规定竖向位移。

桥梁：两跨各20 m、双主梁间距6 m；主梁0.6×1.2 m，横梁0.3×0.6 m，E=35 GPa、泊松比0.2；支承初始竖向弹簧2e9 N/m。主梁计自重及每根18.5 kN/m的额外桥面恒载，离散质量为7350 kg/m的概念假设。均为示例参数，尚未按真实结构标定。

振动从空间模型的静力柔度构造三坐标Guyan近似，质量按结点平动集中质量约化。解Kφ=ω²Mφ，保留20 Hz以下模态，以2.5%模态阻尼及Newmark γ=1/2、β=1/4积分。桥梁约40 Hz的支座局部高频模式被排除；未声称完整三维实体瞬态或高频冲击计算。参数作用过程是准静态叠加在约化振动响应上，未耦合几何非线性。

## 候选判断的边界

候选程度在0.25至1.50、步长0.05的模型库内搜索。原始测量噪声是演示假设，可用滑块改变，数值不代表仪器规格。残差按这些假设尺度归一化，不是概率、置信区间或安全阈值。所有候选与观测来自同一模型族，因此本轮只能证明程序行为可复现，不能报告真实故障识别准确率。

均匀沉降与共同基准移动可能混淆；无位移基准不能可靠确认沉降。局部等效刚度下降可能由裂损、连接或截面变化等引起，不能直接换算裂缝宽度或剩余承载力。桥梁支座柔化用线性弹簧等效，不直接求脱空接触。地面振动场景不自动引入永久刚度损伤，不能把振动事件本身判成房屋已损伤。

## 验证

数值检查记录在“数据/R2数值验证.json”，包含三维悬臂梁解析挠度、轴向拉伸、自由热伸长、矩阵对称、均匀沉降刚体平移、模态特征方程、Newmark解析对照，以及21类合成工况的有限响应与残差检查。页面检查记录在“数据/R2页面验收.json”。

## 使用与复核

模型/房屋和桥梁OBJ单位为米；旧连续梁OBJ单位仍为毫米，已各自写入文件头。导入时与同目录materials.mtl一同使用。当前模型导出采用1倍物理变形，画面放大不影响计算或信号。

复核源码包含新增计算、几何和页面逻辑。可在复核源码目录运行node verify-r2.mjs进行数值检查；运行node rebuild.mjs可按保存的候选特征库重建离线报告。改变力学模型后应在工作区重新生成候选库并运行完整验证。

## 来源

- [OpenSees：三维弹性梁柱单元](https://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Elastic_Beam_Column_Element)
- [OpenSees：Newmark积分](https://opensees.github.io/OpenSeesDocumentation/user/manual/analysis/integrator/Newmark.html)
- [USGS：多位置建筑振动记录与损伤研究案例](https://pubs.usgs.gov/fs/2003/fs068-03/mon.html)
- [FHWA：基础与桥台沉降、倾斜等观测手段](https://www.fhwa.dot.gov/bridge/pubs/hif24042.pdf)

未调用OpenSees、ANSYS、Abaqus或COMSOL程序。上述来源用于方法背景；实际求解为本项目JavaScript实现。