高層建筑物變形監(jiān)測技術(shù)以及發(fā)展趨勢

　　這篇建筑工程師論文發(fā)表了高層建筑物變形監(jiān)測技術(shù)以及發(fā)展趨勢，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，土地成為稀缺資源，土地價格迅速上漲，“地王”不斷出現(xiàn)。為了保證建筑物的正常運(yùn)行和使用，避免因建筑物損傷造成經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡，論文對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而判斷建筑物的安全性。

　　關(guān)鍵詞：建筑工程師論文,高層建筑物;變形觀測;水準(zhǔn)測量

　　1 高層建筑物變形監(jiān)測的意義

　　為提高土地利用率，建筑物的高度逐漸上升，地標(biāo)性高層建筑物如雨后春筍般地出現(xiàn)在我們的視野里。高層建筑物因荷載較大，高度較高，更容易受到外部因素影響，建筑物產(chǎn)生不均勻的沉降的可能性加大。如果建筑物的不均勻沉降超過允許值，就會影響建筑物的使用，是指引發(fā)災(zāi)害，導(dǎo)致建筑物報廢，造成生命安全和財產(chǎn)損失。為了監(jiān)測建筑物的安全性能，必須對高層建筑進(jìn)行變形監(jiān)測，以便及時掌握高層建筑物的形態(tài)變化，這對建筑物的安全監(jiān)控具有重要意義。

　　2 高層建筑物變形監(jiān)測發(fā)展趨勢

　　由于監(jiān)測的特殊性，每次建筑物的變形監(jiān)測過程中不允許中斷，監(jiān)測儀器要求也越來越高，而且各項監(jiān)測數(shù)據(jù)要及時可靠又能實時采集，傳統(tǒng)的測量方法、測量設(shè)備和數(shù)據(jù)分析方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的建筑物監(jiān)測需求。監(jiān)測技術(shù)由傳統(tǒng)的點(diǎn)、線監(jiān)測模式逐步向點(diǎn)、線、面結(jié)合的空間立體監(jiān)測模式轉(zhuǎn)變，由人工跟蹤監(jiān)測向全自動監(jiān)測轉(zhuǎn)變。在數(shù)據(jù)分析方面，各種模型的引入，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模型，使建筑物各個應(yīng)力變化鮮明的表現(xiàn)出來。

　　隨著對建筑物安全性要求的提高，業(yè)主方對變形監(jiān)測的精度要求也在不斷提高，推動著變形監(jiān)測技術(shù)也在不斷向前發(fā)展。1990年代以前，變形監(jiān)測以采用常規(guī)地面測量方法為主，以傾斜測量、準(zhǔn)直測量和應(yīng)變測量等方法為輔。這些監(jiān)測方法測量過程簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)自動化測量，但是無法反映出建筑物整體的變形信息。

　　2000年以來，近景攝影測量，尤其是數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)在變形監(jiān)測中開始應(yīng)用，其監(jiān)測精度可達(dá)到mm級，在高層建筑物及滑坡等變形監(jiān)測中都有成功范例。GPS在山體滑坡、水庫大壩、采礦區(qū)地面塌陷和地殼形變等的監(jiān)測上，也得到廣泛應(yīng)用。同時，3S技術(shù)的相互集成融合逐步成熟，從技術(shù)上為研究和分析形變信息之間的相互作用提供了支撐。因此，基于3S融合的變形監(jiān)測系統(tǒng)，是變形監(jiān)測技術(shù)的一個重要研究方向。另外，測量機(jī)器人正成為高層建筑物自動化變形監(jiān)測的首選設(shè)備。

　　3 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

　　變形觀測的最終目的是對可靠詳盡的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷建筑物的安全性。因此，對于大量的零亂的原始觀測數(shù)據(jù)，必須先進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過平差處理，進(jìn)一步削除偶然誤差，剔除系統(tǒng)誤差。對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷建筑物是否發(fā)生變形，建立起變形與時間、質(zhì)量、風(fēng)速、日照等因素之間的關(guān)系，以采取適當(dāng)?shù)拇胧┛刂平ㄖ�物的變形發(fā)展。

　　3.1 觀測數(shù)據(jù)處理

　　每次觀測結(jié)束后，依據(jù)測量誤差理論和統(tǒng)計檢驗理論對預(yù)處理后的原始數(shù)據(jù)利用電腦Excel表格計算處理，計算監(jiān)測點(diǎn)的沉降量累積和高程計算。各監(jiān)測點(diǎn)與本點(diǎn)首次觀測時的沉降量Δh之間的關(guān)系式為：Δh=H1-Hi。

　　式中：H1表示監(jiān)測點(diǎn)首次觀測高程;Hi表示該監(jiān)測點(diǎn)本次(i次)觀測高程。

　　監(jiān)測點(diǎn)的變動分析是基于以穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)作為起始點(diǎn)而進(jìn)行的計算。分析處理后可以比較出監(jiān)測點(diǎn)的沉降趨勢，當(dāng)有監(jiān)測點(diǎn)變形量出現(xiàn)異常變化時，既要分析觀測本身是否錯誤，也要及時對基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測分析，結(jié)合現(xiàn)場巡視，全面的總結(jié)沉降原因，確定是否真實變形。必要時根據(jù)格拉布斯數(shù)值表舍棄一些誤差較大的觀測值。

　　3.2 監(jiān)測點(diǎn)的沉降量

　　根據(jù)沉降觀測規(guī)范，某點(diǎn)的下沉速度可按下式計算：

　　V=(Hi-Hi-1)/ΔD

　　式中：Hi、Hi-1分別表示i次和i-1次觀測e點(diǎn)的下沉值;ΔD 表示兩次觀測的間隔天數(shù)。

　　當(dāng)最后100天，沉降速率V<0.01～0.04mm/d時，根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》規(guī)定，可以認(rèn)為該建筑物的沉降進(jìn)入了穩(wěn)定階段。

　　3.3 沉降監(jiān)測表以及沉降量時間折線圖

　　以監(jiān)測時間段為x軸，以沉降變化量為y軸建立直角坐標(biāo)系，繪制監(jiān)測點(diǎn)沉降量與時間關(guān)系變化曲線圖并計算監(jiān)測點(diǎn)最后100d的沉降速率，判定監(jiān)測點(diǎn)是否達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(如表1，表2，圖1)。

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