大型金属网架结构建筑物变形监测探讨胶木手轮

大型金属网架结构建筑物变形监测探讨

大型金属网架结构建筑物变形监测探讨 2011年12月09日 来源： 0　前言　　随着我国经济建设的飞速发展，大型混凝土无支撑屋面结构的建筑物不断兴建。如大型体育馆、购物中心及娱乐场馆。虽然在建筑物设计过程中设计人员考虑到诸多因素对其影响，但建筑物变形监测是整个建筑物运营管理阶段进行安全监测不可缺少的工作，它不仅可以监测出变形体随时间变化的变形量，而且可以监测变形体受动荷载对其影响，监测结果既能为建筑设计部门提供不可多得的设计参数，又能为建筑物的安全提供定量的预测资料，从而避免不必要的人身伤亡和财产的损失。本文就大型混凝土金属网架结构的建筑物如何实施变形监测进行较详细的讨论。1　变形监测点的布设　　大型混凝土无支撑屋面结构建筑物一般是由若干组金属网架和混凝土预制板组装而成。在施工过程中现场地面拼接，整体提升，空中旋转就位，上层为混凝土预制板，下层为金属网架相互衔接，以支撑来自屋面的荷载。例如某体育馆金属网架是由195个两种规格(φ1=40cm、φ2=30cm)的钢球和1200根16号锰钢管焊接而成，构成一个上下弦高3.5m，长50m宽40m的矩形网架，模断面为人字形。　　由于客观条件的制约，变形点只能设置在金属网架的钢球上，基准点设在建筑物周围较稳定地方，每次观测时引测到变形点上。因此在整体网架调装之前，就应该在主要受力部位的钢球上设置观测标志。具体做法是，在不破坏钢球整体结构的前提下，在其上方中心加工一个直径φ=6～8mm的螺孔和与之相配套的螺杆，螺杆上方能放下棱镜套为宜。测量时，可将螺杆旋入其中，不观测时换上带防雨垫圈的螺栓，保护预埋件螺纹。调装工作完成后，在金属网架下层平面铺设由金属丝编织的人行马道，供观测时行走方便。以上布点是较为理想的布设方式，我们曾试图采用投点的方法把点引到地面进行观测，结果精度很难达到。2　金属网架变形监测　　某体育馆依据设计要求允许金属网架在垂直方向最大变形量为±90mm，水平伸缩为±20cm，根据FIG1971年13届大会规定：变形观测中误差为1／10Δ～1／20Δ(Δ为最大允许变形值)，确定观测中误差在垂直方向为±3mm，水平方向为±1cm。　　(1)垂直位移变形观测　　金属网架横断面由13个钢球相互连接构成(见图1)，为测定其垂直方向上的变形值，我们采取测定5个结点球(自西向东1、4、7、10、13)球顶之间的高差来确定。利用NA2自动安平水准仪配制双分划铟瓦尺，作精密水准测量。图 1　金属网架横切面示意图　　由于工作条件限制，仪器站只能设在钢球上方与其相衔接的4根钢管之间。具体做法是钉一个四方形的宽木板框使其紧紧切于4根钢管，如图2。然后把三脚架安置其上，人站立在钢球水平相连的4根钢管所铺设的木板上，如图3。这样人的重量或行走不会对仪器产生振动。观测过程如图4，分别在A、B两点设置水准仪(S1－A、SB－13)对5个结点进行重复观测，A、B两点均往、返测量(主要是为了消除仪器本身误差)，采集各球顶表面之高差数据。各球顶表面均测得12个记录数据(两测站往返观测每次读数3次)将其平均。 图 2　仪器设站示意图 图 3　观测员站立处示意图图 4　水准观测示意图　　根据以上观测过程，某体育馆由精密水准测量金属网架钢球顶面高差变化的均方根误差为±0.29mm，两次测量的闭合差均小于±0.1mm，都在测量允许的误差范围内，说明观测成果可靠。　　(2)水平位移变形观测　　为了精确测定图4中1～13球心之水平距离，每次作业时，将全站仪(1＋1×10－6)安置于中间结点球(7号球)处，具体布设与水准测量相似，棱镜分别安置在1，13两点螺杆上强制对中，测定7号点至1号点和13号点之间的水平距离。由于考虑到1、7、13点不可能在一条直线上，因此在作业过程中需测设1～7～13水平夹角。以便将距离向直线上进行归化。在水平距离测量过程中，平距、斜距两套数据同时采集，每次测4测回共观测3次。气压、温度自动改正。

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