建筑工程沉降观测方法
综述：
建筑工程沉降尤均匀沉降导致建筑物倾斜裂缝甚坍塌建筑工程沉降观测建筑施工程中项重变形测量工作尤软土基例天津市关文件明确规定建筑工程±000施工时起竣工沉降稳定时止必须委托资质专业测绘单位进行观测建筑工程沉降观测工作参国家行业关规范标准进行建筑工程沉降观测方法关规范标准规定国家二等精密水准测量方法间存着定差异实际观测程中时规范标准执行时会遇问题应根沉降观测实际情况结合国家行业规范标准建筑工程沉降观测方法作具体分析研究
二 基准点沉降观测点布设
建筑工程沉降观测基准点开始采精密水准测量方法测建筑物沉降点高程根前两次测沉降点高程差知两次期间沉降点沉降量沉降观测点分基准点沉降点两种面探讨两种点布设方法
1基准点布设
建筑工程沉降观测期限般较长例天津市样软土基建筑工程沉降观测期限约10年基准点长久稳固动十分重然实际工作中减水准观测路线长引起观测误差建筑工程沉降观测基准点设置离工较旧建筑物外墙采相高程系统样时间久规模城区改造旧建筑物拆迁基准点遭破坏旦基准点破坏观测工作迫中断关规范标准没明确规定沉降观测基准点必须国家水准点国家水准点联测工作基点述情况保证沉降观测工作长期连续性设置工附基准点作工作基点必须市较国家水准点进行联测沉降观测点国家统高程系统中高程值样工作基点联测基准点遭破坏市国家统高程系统中基准点恢复
2沉降点布设
国家行业关规范标准均规定沉降观测点布设应结合质情况建筑物结构特点全面反映建筑物基变形特征确定面设置考虑沉降观测点般布设建筑物四角转角外墙6～15 m处隔2～3根立柱柱基设置考虑沉降点般布设体±00005m左右外墙较合适样观测时立尺观测均较方便建筑工程样布设时常会遇问题甚观测工作法进行例目前相普遍带裙房层高层建筑裙房体沉降时间步二者沉降量相差较必须分布设沉降点裙房建筑体首层外墙包围体沉降观测点布设±000首层外墙工程竣工房产属开发商裙房体沉降点难继续观测外工程外墙理石蘑菇石装饰外墙沉降点标志装修期避免破坏恢复影响工程外墙美观鉴述情况带裙房建筑尤高层建筑考虑建筑工程体沉降观测点布设常作车库室宜
三沉降观测实施
1仪器测站设置
国家二等精密水准测量规范求设置仪器测站时前视距差等超05m二等超10m然观测幢建筑物沉降点时视线长度求范围(等超30m二等超50m)测站时观测达4～5沉降点果测站测完4～5沉降点工作效率然较高前视距差必然会超限果严格前视距差求相邻两两沉降点间架设仪器设置测站方面测站设置越产生观测误差机会越样分强调前视距相等反导致观测精度降低工作效率降方面知道规范中限制前视距差目减水准仪存i角引起水准尺读数误差般沉降观测前仪器i角已严格检验校正接零前视距差较会产生显著i角引起水准尺读数误差见观测前仪器i角已严格检校前视距差规范求建筑工程沉降观测放宽作求
2观测操作程序
国家二等精密水准测量规范求测站观测程序奇站尺前尺前尺尺偶站前尺尺尺前尺测站观测8数然8数计算出10数求测站前视基辅均高差观测程序国家二等长水准路线测量非常必消观测时间长短成正例许误差然建筑工程沉降观测基准点(工作基点)离建筑物沉降观测点较(通常超500m)时间长短关误差(尺垫沉仪器沉等)显著基忽略计外水准尺丝丝观测目计算视距述结放宽取消视距差规定丝观测余建筑工程沉降观测降低观测精度前提测站观测程序简化尺(基中丝)尺(辅助中丝) 前尺(基中丝)前尺(辅助中丝)
3数处理方法
国家二等精密水准测量规范求通常测量路线布设成闭合路线计算闭合差目检查测量数中否存错误累积误差外果闭合差超限反号测段长短成正例分配路线中测段高差进行修正
然建筑工程沉降观测特殊性第次测量外余次重复测量次重新测遍避免测量次数增导致误差累积点两次高差值较(次沉降量定般会太)知测量中否存错误样沉降观测路线布设成闭合路线意义外般情况沉降点会出现升现象沉降点高程值总等前次高程值果规范求水准测量路线布设成闭合状闭合差强制分配测段高差中反扭曲沉降点高程值沉降点未沉情况出现沉降点升合理现象
见建筑工程沉降观测采闭合水准测量路线数处理必进行闭合差分配果观测时采简单支水准测量路线数处理时前两期观测数通发现某沉降点高程值异常两种原测量误差太二确实出现较(异常)沉降发现沉降点高程值异常进行误差修正正确做法应该条件返工重测核实分辨出测量误差太确较(异常)沉降
四观测周期安排
建筑工程沉降观测周期沉降速率安排影响沉降速率素荷载建筑工程体封顶前量增加荷载体封顶荷载增加少慢安排建筑工程沉降观测周期时分工程封顶前工程封顶两阶段考虑
1工程封顶前周期
建筑变形测量规程规定民建筑加高1～5层观测次建筑工程体封顶前施工阶段荷载增加快沉降量较建议关规范标准明确规定加高1层必须观测次样时掌握沉降量荷载关系早发现均匀沉降沉降异常时时调整施工方案
2工程封顶周期
建筑工程体封顶工程竣工时期装修期关规范标准阶段观测周期未作明确规定沉降总滞加载工程封顶装修期间时会出现封顶前更沉降量时装修期间工程会板墙面抹灰安装设备等增加定荷载时荷载增加资金配套等素影响变时间规律沉降速率时时观测周期应根前观测周期测算日均沉降值安排(表1示)直沉降基稳定(日均沉降值001mmd)止外果观测均匀沉降量较观测周期必须日均沉降量定周期短
五总结
国家二等精密水准测量方法相建筑工程沉降观测方法确身特点针建筑工程沉降观测点布设沉降观测实施观测周期安排等方面问题根沉降观测工作实际具体情况年沉降观测实践验特殊性进行深入分析研究助进步完善建筑工程沉降观测关规范标准更开展项工作
面沉降预测方法探讨
综述
型工程采深基坑建设方法基基础土方回填前未天然表进行效处理回填质量较差场淤泥层厚稳定性差基础设计忽略基沉降验算量设备基础底面设计未处理天然基等原建成久出现面积基基础沉降直接影响工程安全运营年沉降观测显示部分沉降未稳定根海淤基特点规律般天然浅基础沉降持续相长时间掌握该工程基沉降规律显十分重研究面沉降方法常方法选择具代表性变形观测点进行分析预测该工程行量沉降观测点沉降情况进行分析发现产生均匀沉降点沉降速率样沉降观测点进行分析难找规律性较全面反映面沉降情况文均高程研究象较反映面整体沉降情况
二均高程数获取预测模型选取
沉降区域较均匀选择171反映面沉降情况观测点进行沉降观测测定期高程值期高程值取均均高程值次计算利2007年4月2008年4月月29号观测资料13期求期均高程计算简便掉整数数见表1根表1数呈现规律性选取Gompertz曲线Logistic曲线模型进行拟合预测模型形式见表2
三预测方程建立
便曲线拟合Gompertz曲线Logistic曲线变换成修正指数曲线方程形式较简单估计参数Gompertz曲线Logistic曲线变换修正指数曲线程
Gompertz曲线模型两边取数
Logistic曲线模型
参数a b c估算公式
表1数例利式(1) ～式(3)模型进行参数估算参数估计值预测方程见表3
四预测曲线
表3预测方程进行预测根两种模型预测值绘制预测曲线见图
图1知 Gompertz曲线Logistic曲线预测实测值较致
超高层结构水位移监测采倾斜仪全球定位系统(ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＧＰＳ)倾斜仪通常测量结构竖承重构件(核心筒剪力墙等结构整体变形相致构件)竖倾角变化优点仅计算获结构顶端水位移获超高层结构竖直方倾角变化般情况超高层结构整体水变形情况结构形式分剪切型弯曲型弯剪型复杂超高层结构需设置加强层时结构整体水变形通常简单述三种类型间组合准确实时监测复杂超高层结构整体水变形状态需设置数者数十竖直分布倾斜仪超高层特殊结构形式健康监测特点倾角仪性指标(灵敏度量程频带宽度噪声零位漂移运行环境温度等)需仔细考虑目前应超高层变形监测仪器ＧＰＳＧＰＳ具实时动态操作方便等突出特点测量精度直广泛应瓶颈戴吾蛟等研究ＧＰＳ高层建筑结构健康监测应中够达测量精度设计够进行频率振幅水振动够输出精确振动位移量振动台实验结果表明波噪路径重复性误差模型改正开阔弱路径环境够测振幅2ｍｍ频率低1Ｈｚ振动位移路径效应较强情况ＧＰＳ够满足振幅20ｍｍ频率低05Ｈｚ振动位移测量求[10]ＧＰＳ应超高层位移监测符合测量精度求3)结构局部监测传感器超高层结构构件监测包括重构件节点应变耐久性温度裂缝等监测传感器功选传统传感器压电式力传感器阻抗传感器应变片等广泛应土木工程结构检测监测中现着材料科学发展智材料例光纤压电材料形状记忆合金电阻应变丝半导体材料等监测精度耐久性稳定性证明更符合超高层结构健康监测耐久性长期性性求成超高层结构健康监测技术重发展趋势
4)荷载传感器
荷载监测传感器荷载类型强震观测仪器风速仪风压计等超高层建筑结构形式环境荷载建筑特征会荷载传感器性指标安装方法位置需严格建筑结构实际情况
342 数采集传输子系统
该系统包括三项功①收集传感器输出数数进行信号处理信号交直分析信号滤波信号放ＡＤ转换(信号采集)采样控制信号预处理(异常值处理标定)等信号采集基功②存储采集数③数传输监测中心工作流程般传感器量测非电量信号转换成容易量测电量信号通模数转换数值量直接输入计算机中数采集传输系统包括硬件部分软件部分硬件部分包括传输电缆光缆数模转换(ＡＤ)卡数采集仪工控机等部分设计满足正常应该考虑性价原软件部分功集成理数种数信息条理重点反馈监测员通局域网互联网传输数软件部分设计原选择正确开发语言台具良运行稳定性选择目相匹配软件功良操作性
远程数采集系统基Ｉｎｔｅｒｎｅｔｉｎｔｒａｎｅｔ数采集系统通传感器数理工作部分现场非实时数分析工作健康诊断工作远程计算机终端进行种结构系统更加利提高数象信息应时效性科研员工程技术员控制现场通网络时解现场控制系统运行情况系统参数实施变化根情况通网络客户计算机控制现场运行服务器计算机控制系统发出命令时调整现场控制系统运行状况达远程控制目超高层结构健康监测具重现实意义
超高层建筑具耗资巨结构形式复杂工期长年限长等特点
结构施工期间误差控制结构运营期间安全性适性耐久性求更
加严格结构正常运营必须结构性状态进行实时踪监测
超高层建筑结构监测包括施工期监测运营期监测两部分施工期间结
构达设计预期需竖构件变形楼层整体空间变位进行严格控
制监测容承重构件应力应变局部结构竖位移运营期
间结构长时间受环境作（水风力作）监测容
结构整体位移加速度水侧移关键构件应力应变等中施工监测
成果作施工控制运营期监测原始数
（2）结构检测根业结构需进行限次数鉴定离散
程健康监测出结构意时段状态连续程
（3）结构检测数需工采集处理健康监测通完整系统数
处理分析出安全评价动化程
健康监测系统结构实现健康监测采完整体系健康监测系统
方面组成：
（1）传感器系统：传感器系统健康监测方案首先确立部分传感器系统
建立三方容：传感器布置监测项目确定传感器选择结构
监测位置根结构受力特点模型实验综合分析出监测项目般包
括环境监测荷载监测动力响应监测静力响应监测等传感器选择满足
技术求时保证性耐久性系统兼容影响结构外
观
（2）数处理控制系统：功数采集传输设置控制传
感器信号转换目标测试量评估数质量剔异常值抽取优良数判断
传感器数采集板卡工作状态异常应出报警根需数进行滤
波重采样提高数信噪时降低数量针结构安全预警综合评估
子系统需进行相应数分析提取变换包括计算提取类特征量
数统计分析数分析数图形分析时域变化频域变换时频变换
等结构安全预警综合评估子系统提交需数
（3）结构安全状态评估预警系统：通监测数理模型计算结果
结合安全评估理综合分析结构安全状态进行评价出安全等
级结构危险状态出应急预案受损构件进行识作结构维护
理
健康监测系统建役结构作方面：
（1）工程施工中作实时施工监控系统实时监测结构空间变位
力变化环境影响等情况保证施工设计方案运行
（2）建成结构监测系统验证设计理施工质量
（3）处运营期结构监测结构局部整体服役状态监测结构
损伤抗力衰减演化规律识结构损伤位置安全性耐久性评定
预测结构出现良状况时够进行安全预警
分析中忽略影响
基点原超高层建筑结构设计时理施工分析外全面
掌握工程现场施工情况施工期间超高层建筑结构需进行实时监测
运营期超高层建筑受水风荷载震荷载作着建筑高
度断增长结构高宽较结构侧刚度相足结构阻尼
偏低受风荷载影响变属风敏感结构复杂超高层建筑结构
侧刚度钢构件稳定设计中重点问题
风力高层建筑作正常阶段破坏长期受风荷载影响
超高层建筑局部构件会产生疲劳破坏风力超高层建筑破坏形式
：
(1)结构风作出现裂缝明显残余变形
(2)结构风作外部建筑装修部分玻璃幕墙装饰外墙等破坏
(3)结构风振作产生明显摆动引起体适
(4)构件长期风荷载作产生疲劳破坏
直接数传输中心服务器（施工阶段现场设置时监测中心）中心服务器
接收数数进行判断预处理存入数理系统施工程中
存入数理系统数进行分析设计结果目标值进行较判定
时根偏差情况发出前步工作指令根工程进度需计
划提前做种工况条件计算分析施工监控准备时进行项施工
监控工作求提供阶段性项报告
阶段中心服务器中应程序调数理系统数进行结构
模态识安全性评定安全评定分构件安全评定整体安全评定安全评
定结果通视化技术监控中心实时显示安全评定结果存入数库
中
超高层建筑结构施工期运营期需进行监测超高层健康监测系
统设计时必须针结构述两时期结构特点进行分析确定监测项
目满足求：
(1)监测项目必须时包括施工期间运营期间监测容
(2)两时期相监测项目做监测数缝连接施工期间
监测数运营期监测数服务结构完整变化趋势
(3)结构施工相应位置时埋设传感器建立监测点预留相应运营期监测
原件设备系统施工阶段逐步建立工程竣工时完成传感器预留
集成监测系统
超高层建筑工程具耗资巨体积占面积服役时间长耐久
性求高事危害等诸特点进行施工期监控运营期健康监
测十分必
施工阶段监控包括施工气象环境监测施工监控
1）施工气象环境监测容包括：施工现场环境温度湿度风环境（风
速风）雨量气气压
2）施工监控容包括：基础沉降塔楼垂直度塔楼水位移巨柱
混凝土核心筒收缩徐变关键部位应力应变结构温度
阶段健康监测包括环境素荷载监测结构响应监测
1）环境素荷载监测容包括：环境温度湿度风环境（风速风）
雨量气气压风压震
2）结构响应监测容包括：基础沉降塔楼位移整体垂直度巨柱
核心筒收缩徐变关键部位应力应变结构振动动力特性
施工阶段监控阶段健康监测容中相项目温湿度风环境关键部位应力应变等实际监测工程中施工阶段监控
阶段健康监测联系非常紧密中环境监测两阶段作基相
提供超高层建筑环境荷载施工监控成果方面指导施工
方面响应监测提供原始数施工程逐步集成监测系统
施工监控健康监测联系简单说前者控制危险者发现危险
超高层建筑施工期运营期中产生危险某素相巨型结构
连接处应力塔楼垂直度等施工监控健康监测种关系两者构
成超高层建筑工程安全监测完整体系
33 风力高层建筑影响
高层建筑受风力影响建筑物身外形关系风力建筑物表
面分布均匀般情况面呈边形建筑受风力影响较
面呈条形建筑受风力影响较外形减风力措施建筑物外
表面空间曲线量滑面形式量趋正边形者圆形文超高层
建筑面两轴称边形建筑面高度逐渐收缩外形满
足述两点具备良抗风性
高层建筑高宽较水风荷载作会产生较水剪力引起
结构水位移影响结构正常般高层结构设置定
抗侧力体系提高结构整体侧刚度
文前章中介绍实例超高层结构特点该超高层结构提高侧刚
度设置加强层加强层中伸臂桁架外框架巨型柱框筒连结腰
桁架巨型柱连结楼层力重新分布增加巨型柱轴力减
外框架核心筒水作两部分结构机结合起提高整
体侧刚度
风力建筑物作属持续性作建筑外表面局部构件会长期风作
容易产生疲劳破坏高层建筑运营期会常出现较风力作风动
力作引起建筑物振动振动会感适风静力作结构产生
水位移位移会破坏结构构件建筑附属设施结构进行抗风分析
建筑物周围风环境风力结构作进行监测十分必
34 风荷载作结构静力分析
341 工况组合
根建筑结构荷载规范(GB500092001)规定承载力极限状态采
基组合基组合包括变荷载效应控制组合永久荷载效应控制
组合正常极限状态分采荷载标准组合频遇组合准永久组
合年风荷载50年回期(基风压075kN)100年回期(基风压09kN)
计算
342 层间位移分析
50100 年回期2阻尼规范风荷载风洞试验模拟风荷载作结
构剪力倾覆弯矩表 33：
表 33 规范风荷载风洞试验结果
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综述：
建筑工程沉降尤均匀沉降导致建筑物倾斜裂缝甚坍塌建筑工程沉降观测建筑施工程中项重变形测量工作尤软土基例天津市关文件明确规定建筑工程±000施工时起竣工沉降稳定时止必须委托资质专业测绘单位进行观测建筑工程沉降观测工作参国家行业关规范标准进行建筑工程沉降观测方法关规范标准规定国家二等精密水准测量方法间存着定差异实际观测程中时规范标准执行时会遇问题应根沉降观测实际情况结合国家行业规范标准建筑工程沉降观测方法作具体分析研究
二 基准点沉降观测点布设
建筑工程沉降观测基准点开始采精密水准测量方法测建筑物沉降点高程根前两次测沉降点高程差知两次期间沉降点沉降量沉降观测点分基准点沉降点两种面探讨两种点布设方法
1基准点布设
建筑工程沉降观测期限般较长例天津市样软土基建筑工程沉降观测期限约10年基准点长久稳固动十分重然实际工作中减水准观测路线长引起观测误差建筑工程沉降观测基准点设置离工较旧建筑物外墙采相高程系统样时间久规模城区改造旧建筑物拆迁基准点遭破坏旦基准点破坏观测工作迫中断关规范标准没明确规定沉降观测基准点必须国家水准点国家水准点联测工作基点述情况保证沉降观测工作长期连续性设置工附基准点作工作基点必须市较国家水准点进行联测沉降观测点国家统高程系统中高程值样工作基点联测基准点遭破坏市国家统高程系统中基准点恢复
2沉降点布设
国家行业关规范标准均规定沉降观测点布设应结合质情况建筑物结构特点全面反映建筑物基变形特征确定面设置考虑沉降观测点般布设建筑物四角转角外墙6～15 m处隔2～3根立柱柱基设置考虑沉降点般布设体±00005m左右外墙较合适样观测时立尺观测均较方便建筑工程样布设时常会遇问题甚观测工作法进行例目前相普遍带裙房层高层建筑裙房体沉降时间步二者沉降量相差较必须分布设沉降点裙房建筑体首层外墙包围体沉降观测点布设±000首层外墙工程竣工房产属开发商裙房体沉降点难继续观测外工程外墙理石蘑菇石装饰外墙沉降点标志装修期避免破坏恢复影响工程外墙美观鉴述情况带裙房建筑尤高层建筑考虑建筑工程体沉降观测点布设常作车库室宜
三沉降观测实施
1仪器测站设置
国家二等精密水准测量规范求设置仪器测站时前视距差等超05m二等超10m然观测幢建筑物沉降点时视线长度求范围(等超30m二等超50m)测站时观测达4～5沉降点果测站测完4～5沉降点工作效率然较高前视距差必然会超限果严格前视距差求相邻两两沉降点间架设仪器设置测站方面测站设置越产生观测误差机会越样分强调前视距相等反导致观测精度降低工作效率降方面知道规范中限制前视距差目减水准仪存i角引起水准尺读数误差般沉降观测前仪器i角已严格检验校正接零前视距差较会产生显著i角引起水准尺读数误差见观测前仪器i角已严格检校前视距差规范求建筑工程沉降观测放宽作求
2观测操作程序
国家二等精密水准测量规范求测站观测程序奇站尺前尺前尺尺偶站前尺尺尺前尺测站观测8数然8数计算出10数求测站前视基辅均高差观测程序国家二等长水准路线测量非常必消观测时间长短成正例许误差然建筑工程沉降观测基准点(工作基点)离建筑物沉降观测点较(通常超500m)时间长短关误差(尺垫沉仪器沉等)显著基忽略计外水准尺丝丝观测目计算视距述结放宽取消视距差规定丝观测余建筑工程沉降观测降低观测精度前提测站观测程序简化尺(基中丝)尺(辅助中丝) 前尺(基中丝)前尺(辅助中丝)
3数处理方法
国家二等精密水准测量规范求通常测量路线布设成闭合路线计算闭合差目检查测量数中否存错误累积误差外果闭合差超限反号测段长短成正例分配路线中测段高差进行修正
然建筑工程沉降观测特殊性第次测量外余次重复测量次重新测遍避免测量次数增导致误差累积点两次高差值较(次沉降量定般会太)知测量中否存错误样沉降观测路线布设成闭合路线意义外般情况沉降点会出现升现象沉降点高程值总等前次高程值果规范求水准测量路线布设成闭合状闭合差强制分配测段高差中反扭曲沉降点高程值沉降点未沉情况出现沉降点升合理现象
见建筑工程沉降观测采闭合水准测量路线数处理必进行闭合差分配果观测时采简单支水准测量路线数处理时前两期观测数通发现某沉降点高程值异常两种原测量误差太二确实出现较(异常)沉降发现沉降点高程值异常进行误差修正正确做法应该条件返工重测核实分辨出测量误差太确较(异常)沉降
四观测周期安排
建筑工程沉降观测周期沉降速率安排影响沉降速率素荷载建筑工程体封顶前量增加荷载体封顶荷载增加少慢安排建筑工程沉降观测周期时分工程封顶前工程封顶两阶段考虑
1工程封顶前周期
建筑变形测量规程规定民建筑加高1～5层观测次建筑工程体封顶前施工阶段荷载增加快沉降量较建议关规范标准明确规定加高1层必须观测次样时掌握沉降量荷载关系早发现均匀沉降沉降异常时时调整施工方案
2工程封顶周期
建筑工程体封顶工程竣工时期装修期关规范标准阶段观测周期未作明确规定沉降总滞加载工程封顶装修期间时会出现封顶前更沉降量时装修期间工程会板墙面抹灰安装设备等增加定荷载时荷载增加资金配套等素影响变时间规律沉降速率时时观测周期应根前观测周期测算日均沉降值安排(表1示)直沉降基稳定(日均沉降值001mmd)止外果观测均匀沉降量较观测周期必须日均沉降量定周期短
五总结
国家二等精密水准测量方法相建筑工程沉降观测方法确身特点针建筑工程沉降观测点布设沉降观测实施观测周期安排等方面问题根沉降观测工作实际具体情况年沉降观测实践验特殊性进行深入分析研究助进步完善建筑工程沉降观测关规范标准更开展项工作
面沉降预测方法探讨
综述
型工程采深基坑建设方法基基础土方回填前未天然表进行效处理回填质量较差场淤泥层厚稳定性差基础设计忽略基沉降验算量设备基础底面设计未处理天然基等原建成久出现面积基基础沉降直接影响工程安全运营年沉降观测显示部分沉降未稳定根海淤基特点规律般天然浅基础沉降持续相长时间掌握该工程基沉降规律显十分重研究面沉降方法常方法选择具代表性变形观测点进行分析预测该工程行量沉降观测点沉降情况进行分析发现产生均匀沉降点沉降速率样沉降观测点进行分析难找规律性较全面反映面沉降情况文均高程研究象较反映面整体沉降情况
二均高程数获取预测模型选取
沉降区域较均匀选择171反映面沉降情况观测点进行沉降观测测定期高程值期高程值取均均高程值次计算利2007年4月2008年4月月29号观测资料13期求期均高程计算简便掉整数数见表1根表1数呈现规律性选取Gompertz曲线Logistic曲线模型进行拟合预测模型形式见表2
三预测方程建立
便曲线拟合Gompertz曲线Logistic曲线变换成修正指数曲线方程形式较简单估计参数Gompertz曲线Logistic曲线变换修正指数曲线程
Gompertz曲线模型两边取数
Logistic曲线模型
参数a b c估算公式
表1数例利式(1) ～式(3)模型进行参数估算参数估计值预测方程见表3
四预测曲线
表3预测方程进行预测根两种模型预测值绘制预测曲线见图
图1知 Gompertz曲线Logistic曲线预测实测值较致
超高层结构水位移监测采倾斜仪全球定位系统(ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＧＰＳ)倾斜仪通常测量结构竖承重构件(核心筒剪力墙等结构整体变形相致构件)竖倾角变化优点仅计算获结构顶端水位移获超高层结构竖直方倾角变化般情况超高层结构整体水变形情况结构形式分剪切型弯曲型弯剪型复杂超高层结构需设置加强层时结构整体水变形通常简单述三种类型间组合准确实时监测复杂超高层结构整体水变形状态需设置数者数十竖直分布倾斜仪超高层特殊结构形式健康监测特点倾角仪性指标(灵敏度量程频带宽度噪声零位漂移运行环境温度等)需仔细考虑目前应超高层变形监测仪器ＧＰＳＧＰＳ具实时动态操作方便等突出特点测量精度直广泛应瓶颈戴吾蛟等研究ＧＰＳ高层建筑结构健康监测应中够达测量精度设计够进行频率振幅水振动够输出精确振动位移量振动台实验结果表明波噪路径重复性误差模型改正开阔弱路径环境够测振幅2ｍｍ频率低1Ｈｚ振动位移路径效应较强情况ＧＰＳ够满足振幅20ｍｍ频率低05Ｈｚ振动位移测量求[10]ＧＰＳ应超高层位移监测符合测量精度求3)结构局部监测传感器超高层结构构件监测包括重构件节点应变耐久性温度裂缝等监测传感器功选传统传感器压电式力传感器阻抗传感器应变片等广泛应土木工程结构检测监测中现着材料科学发展智材料例光纤压电材料形状记忆合金电阻应变丝半导体材料等监测精度耐久性稳定性证明更符合超高层结构健康监测耐久性长期性性求成超高层结构健康监测技术重发展趋势
4)荷载传感器
荷载监测传感器荷载类型强震观测仪器风速仪风压计等超高层建筑结构形式环境荷载建筑特征会荷载传感器性指标安装方法位置需严格建筑结构实际情况
342 数采集传输子系统
该系统包括三项功①收集传感器输出数数进行信号处理信号交直分析信号滤波信号放ＡＤ转换(信号采集)采样控制信号预处理(异常值处理标定)等信号采集基功②存储采集数③数传输监测中心工作流程般传感器量测非电量信号转换成容易量测电量信号通模数转换数值量直接输入计算机中数采集传输系统包括硬件部分软件部分硬件部分包括传输电缆光缆数模转换(ＡＤ)卡数采集仪工控机等部分设计满足正常应该考虑性价原软件部分功集成理数种数信息条理重点反馈监测员通局域网互联网传输数软件部分设计原选择正确开发语言台具良运行稳定性选择目相匹配软件功良操作性
远程数采集系统基Ｉｎｔｅｒｎｅｔｉｎｔｒａｎｅｔ数采集系统通传感器数理工作部分现场非实时数分析工作健康诊断工作远程计算机终端进行种结构系统更加利提高数象信息应时效性科研员工程技术员控制现场通网络时解现场控制系统运行情况系统参数实施变化根情况通网络客户计算机控制现场运行服务器计算机控制系统发出命令时调整现场控制系统运行状况达远程控制目超高层结构健康监测具重现实意义
超高层建筑具耗资巨结构形式复杂工期长年限长等特点
结构施工期间误差控制结构运营期间安全性适性耐久性求更
加严格结构正常运营必须结构性状态进行实时踪监测
超高层建筑结构监测包括施工期监测运营期监测两部分施工期间结
构达设计预期需竖构件变形楼层整体空间变位进行严格控
制监测容承重构件应力应变局部结构竖位移运营期
间结构长时间受环境作（水风力作）监测容
结构整体位移加速度水侧移关键构件应力应变等中施工监测
成果作施工控制运营期监测原始数
（2）结构检测根业结构需进行限次数鉴定离散
程健康监测出结构意时段状态连续程
（3）结构检测数需工采集处理健康监测通完整系统数
处理分析出安全评价动化程
健康监测系统结构实现健康监测采完整体系健康监测系统
方面组成：
（1）传感器系统：传感器系统健康监测方案首先确立部分传感器系统
建立三方容：传感器布置监测项目确定传感器选择结构
监测位置根结构受力特点模型实验综合分析出监测项目般包
括环境监测荷载监测动力响应监测静力响应监测等传感器选择满足
技术求时保证性耐久性系统兼容影响结构外
观
（2）数处理控制系统：功数采集传输设置控制传
感器信号转换目标测试量评估数质量剔异常值抽取优良数判断
传感器数采集板卡工作状态异常应出报警根需数进行滤
波重采样提高数信噪时降低数量针结构安全预警综合评估
子系统需进行相应数分析提取变换包括计算提取类特征量
数统计分析数分析数图形分析时域变化频域变换时频变换
等结构安全预警综合评估子系统提交需数
（3）结构安全状态评估预警系统：通监测数理模型计算结果
结合安全评估理综合分析结构安全状态进行评价出安全等
级结构危险状态出应急预案受损构件进行识作结构维护
理
健康监测系统建役结构作方面：
（1）工程施工中作实时施工监控系统实时监测结构空间变位
力变化环境影响等情况保证施工设计方案运行
（2）建成结构监测系统验证设计理施工质量
（3）处运营期结构监测结构局部整体服役状态监测结构
损伤抗力衰减演化规律识结构损伤位置安全性耐久性评定
预测结构出现良状况时够进行安全预警
分析中忽略影响
基点原超高层建筑结构设计时理施工分析外全面
掌握工程现场施工情况施工期间超高层建筑结构需进行实时监测
运营期超高层建筑受水风荷载震荷载作着建筑高
度断增长结构高宽较结构侧刚度相足结构阻尼
偏低受风荷载影响变属风敏感结构复杂超高层建筑结构
侧刚度钢构件稳定设计中重点问题
风力高层建筑作正常阶段破坏长期受风荷载影响
超高层建筑局部构件会产生疲劳破坏风力超高层建筑破坏形式
：
(1)结构风作出现裂缝明显残余变形
(2)结构风作外部建筑装修部分玻璃幕墙装饰外墙等破坏
(3)结构风振作产生明显摆动引起体适
(4)构件长期风荷载作产生疲劳破坏
直接数传输中心服务器（施工阶段现场设置时监测中心）中心服务器
接收数数进行判断预处理存入数理系统施工程中
存入数理系统数进行分析设计结果目标值进行较判定
时根偏差情况发出前步工作指令根工程进度需计
划提前做种工况条件计算分析施工监控准备时进行项施工
监控工作求提供阶段性项报告
阶段中心服务器中应程序调数理系统数进行结构
模态识安全性评定安全评定分构件安全评定整体安全评定安全评
定结果通视化技术监控中心实时显示安全评定结果存入数库
中
超高层建筑结构施工期运营期需进行监测超高层健康监测系
统设计时必须针结构述两时期结构特点进行分析确定监测项
目满足求：
(1)监测项目必须时包括施工期间运营期间监测容
(2)两时期相监测项目做监测数缝连接施工期间
监测数运营期监测数服务结构完整变化趋势
(3)结构施工相应位置时埋设传感器建立监测点预留相应运营期监测
原件设备系统施工阶段逐步建立工程竣工时完成传感器预留
集成监测系统
超高层建筑工程具耗资巨体积占面积服役时间长耐久
性求高事危害等诸特点进行施工期监控运营期健康监
测十分必
施工阶段监控包括施工气象环境监测施工监控
1）施工气象环境监测容包括：施工现场环境温度湿度风环境（风
速风）雨量气气压
2）施工监控容包括：基础沉降塔楼垂直度塔楼水位移巨柱
混凝土核心筒收缩徐变关键部位应力应变结构温度
阶段健康监测包括环境素荷载监测结构响应监测
1）环境素荷载监测容包括：环境温度湿度风环境（风速风）
雨量气气压风压震
2）结构响应监测容包括：基础沉降塔楼位移整体垂直度巨柱
核心筒收缩徐变关键部位应力应变结构振动动力特性
施工阶段监控阶段健康监测容中相项目温湿度风环境关键部位应力应变等实际监测工程中施工阶段监控
阶段健康监测联系非常紧密中环境监测两阶段作基相
提供超高层建筑环境荷载施工监控成果方面指导施工
方面响应监测提供原始数施工程逐步集成监测系统
施工监控健康监测联系简单说前者控制危险者发现危险
超高层建筑施工期运营期中产生危险某素相巨型结构
连接处应力塔楼垂直度等施工监控健康监测种关系两者构
成超高层建筑工程安全监测完整体系
33 风力高层建筑影响
高层建筑受风力影响建筑物身外形关系风力建筑物表
面分布均匀般情况面呈边形建筑受风力影响较
面呈条形建筑受风力影响较外形减风力措施建筑物外
表面空间曲线量滑面形式量趋正边形者圆形文超高层
建筑面两轴称边形建筑面高度逐渐收缩外形满
足述两点具备良抗风性
高层建筑高宽较水风荷载作会产生较水剪力引起
结构水位移影响结构正常般高层结构设置定
抗侧力体系提高结构整体侧刚度
文前章中介绍实例超高层结构特点该超高层结构提高侧刚
度设置加强层加强层中伸臂桁架外框架巨型柱框筒连结腰
桁架巨型柱连结楼层力重新分布增加巨型柱轴力减
外框架核心筒水作两部分结构机结合起提高整
体侧刚度
风力建筑物作属持续性作建筑外表面局部构件会长期风作
容易产生疲劳破坏高层建筑运营期会常出现较风力作风动
力作引起建筑物振动振动会感适风静力作结构产生
水位移位移会破坏结构构件建筑附属设施结构进行抗风分析
建筑物周围风环境风力结构作进行监测十分必
34 风荷载作结构静力分析
341 工况组合
根建筑结构荷载规范(GB500092001)规定承载力极限状态采
基组合基组合包括变荷载效应控制组合永久荷载效应控制
组合正常极限状态分采荷载标准组合频遇组合准永久组
合年风荷载50年回期(基风压075kN)100年回期(基风压09kN)
计算
342 层间位移分析
50100 年回期2阻尼规范风荷载风洞试验模拟风荷载作结
构剪力倾覆弯矩表 33：
表 33 规范风荷载风洞试验结果
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