高层建筑变形监测开题报告

山东建筑大学毕业论文开题报告表

专业：测绘工程班级：测绘071 姓名：陶俊辉

论文题目高层建筑物变形监测的方法研究

一．选题背景和意义

随着经济发展和城市化进程的加快，城市中出现了越来越多的高层建筑物，从几十层到上百层的楼房。根据能量守恒定律，楼房质量对所在地表的压力会使地面发生变形，直接影响楼房的受力情况。如果地表受力不均匀，就会发生楼房倾斜甚至倒塌等灾害，直接影响到居民的生命和财产安全。为了确保这些楼房的安全使用，需要对其进行长期的精密变形观测，以确定其变形状态。

高层建筑变形监测高层建筑变形监测的直接目的之一就是对高层建筑的运营

状态进行安全监控、评价和预报。从20世纪90年代以来,高层建筑变形监测手段的硬件和软件迅速发展,监测范围不断扩大,监测自动化系统、数据处理和资料分析系统、安全预报及分析评价系统也在不断的完善。工程设计采用新的可靠度设计理论与方法以来,变形监测成为提供设计依据、优化设计和可靠度评价不可缺少的手段,成为工程设计和施工质量控制的重要手段。

由于工程自身的特殊性和复杂性,在一般情况下,直接采用变形监测原始数据对高层建筑安全稳定状态进行评估和反馈是困难的。因此,为了实现高层建筑安全运营的设计目的,一般需要结合具体的工程和变形监测不同时段的不同特点和要求分别

选用不同的手段和方法,认真做好监测数据和资料的整理分析工作,对高层建筑的安全稳定状态进行评估、预测和预报,并为改进建筑工程设计、施工方法和运营管理提供科学的依据。

高层建筑变形观测简便、精度高,能直观地、及时地掌握高层建筑性态的变化,许多高层建筑在出现危险之前都常常发生较大的变形。因而,分析高层建筑变形规律、对高层建筑的变化趋势进行有效预测对高层建筑安全监控、确保高层建筑安全运营具有重要意义。

二．课题关键问题及难点

1、高层建筑变形监测的方法

2、检测数据处理

3、对检测结果的分析

三.调研报告（或文献综述）

变形监测采用哪个等级,主要按下列方法确定。(1)以高层建筑阶段平均变形量为依据;(2)以某些固定值为依据;(3)以高层建筑最小变形值为依据;(4)以预估变形量或变形速度为依据;(5)以地基允许变形值为依据。在实际监测中,通常根据高层建筑的地基允许变形值来推算,高层建筑的地基允许变形值一般是由设计单位给定的或者由相应的建筑规范规定的。地基允许变形值包括沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四种。根据《建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)》规定，常用的高层建筑地基允许变形值，可以求出相应的允许变形量，根据实际情况取其就得到应该采用的测量精度。由此可进一步确定采用的观测手段、仪器设备等，也为监测网网形的设计和优化提供参考。

观测精度的确定高层建筑变形量应能确切反映高层建筑、构筑物及其地基的实际变形情况或变形趋势,并以此作为确定监测方案和检验成果质量的基本要求。由于观测精度直接影响到观测成果的可靠性,同时也受到观测方法和仪器设备等的影响,因此,确定合理的测量精度是变形监测方案设计的重要内容。

国内外对变形监测的精度要求还存在不同看法,但可以确定的是,变形监测的精度取决于观测的目的。国际测量工作者联合会(FIG)第十三届会议(1971年)工程测量组提出:“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保高层建筑的安全,则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20;如果观测目的是为了研究其变形过程,则其中误差应比这个少得多”。对于不同的高层建筑,其变形监测的精度要求差别比较大,同一高层建筑的不同部位在不同时间对观测精度的要求也有可能是不同的。

四,方案论证

变形监测常用方法变形监测目的是为了实时的了解高层建筑的变形情况,确保高层建筑的安全使用,就静态变形监测而言,监测的主要内容包括:沉降观测、倾斜观测、水平位移观测和裂缝观测。监测方法包括常规地面测量方法、近景摄影测量以及特定条件下采取一些特殊的测量方法。

沉降观测常用水准测量的方法,也可以采用液体静力水准测量的方法。一般高层建筑物和深基坑开挖的沉降观测,通常用精密水准仪,按国家二等水准技术要求施测,将观测点布设成闭合环或附合水准路线联测到水准基点上。采用水准测量进行变形监测,必须做到固定观测时间、固定观测路线、固定观测人员、固定观测仪器。由于现场条件限制,变形观测时很难做到前后视距离相等,在每次观测前,必须对仪器进行检验校正,特别是对仪器i角误差和调焦误差进行检验。倾斜观测方法比较多,对于基坑监测,常采用钻孔测斜仪对支护桩进行倾斜观测。

对于高层建筑上部的倾斜观测,传统的测量方法包括经纬仪投点法、全站仪坐标测量法cap)等,在实际工程中常采用回归平面法训。回归平面法通过测量高层建筑上各点监测点的沉降量Iz(本期观测值相对于原始高程的差值),结合监测点的平面坐标(Iz,Iy),采用最小二乘法可以拟合出一个高层建筑沉降量的回归平面。通过回归平面方程,只须对监测点进行沉降观测,而不必专门进行倾斜观测就可以确定高层建筑在相应方向上的倾斜率。采用回归平面法计算倾斜前提是高层建筑以刚体的形式做整体性沉降,若高层建筑结构遭到破坏,高层建筑将不以整体作沉降,此时采用回归平面法将得不到正确的倾斜结果。水平位移观测根据高层建筑类型不同采用不同的方法,直线型建筑常用基准线法、引张线法、距离丈量法;曲线型建筑常用测角前方交会、精密导线法;高层建筑顶部相对于底部的偏移、竖直中心是否铅直(挠度)可用测角前方交会法、经纬仪投点法等。

当基础挠度过大时,高层建筑可能由于剪力破坏而出现裂缝。裂缝观测可在裂缝两端分别固定一铁片,其中一片紧压在另一片上,在边缘涂上油漆,当裂缝发生变化时,便会露出未涂漆的部分,这个就是裂缝的变化量,采用千分尺或游标卡尺量取其变化量。铁片可分别布设在裂缝最窄和最宽处,当裂缝比较长时,在中间部位增加观测点位。

进度安排

1、查阅文献、搜集资料，完成开题报告第5-7周

2、结合实例确定研究方法和方向第8-9周

3、撰写论文第10-12周

4、完成英文文献翻译及论文初稿第13-14周

5、整理论文，提交论文初稿第15-16周

6、完成毕业论文定稿及打印，准备论文答辩第17-18周

六、指导教师意见

签字：年月日七、教研室（或开题审查小组）意见

签字：年月日