高层建筑物变形监测技术发展

1、高层建筑物变形监测技术发展年级: 研一学号:151611010020姓名: 专业: 测绘工程二零一五年十二月摘要近年来，随着经济的腾飞，城市高层建筑物越来越多的出现在人们的视野当中，在高层建筑物的全生命周期内都要进行变形监测，而变形监测的效果主要决定于技术方法。变形监测技术的发展对于高层建筑物的变形监测技术的起到了极大的促进作用。在阐述高层建筑变形监测的必要性与意义的基础上，介绍了高层建筑物变形监测技术方法的发展现状，最后对高层建筑物变形监测技术方法的未来发展进行了展望。关键词：高层建筑物；变形监测；技术方法；展望；AbstractIn recent years, with the rapid

2、 economic growth, a growing number of urban high-rise building appear in peoples vision of them, in the whole life cycle of high-rise buildings deformation monitoring should be carried out, and the effect of deformation monitoring is mainly determined by technical methods.Deformation monitoring tech

3、nology development for the deformation monitoring of high-rise buildings played a great role in promoting. Elaborating the necessity and significance of deformation monitoring of high-rise buildings on the basis of the development of high-rise buildings on the current situation deformation monitorin

4、g method was brief, and finally on the future development of high-rise buildings deformation monitoring technology and methods in the future.Keywords: high-rise buildings; deformation monitoring; technical methods; prospect; 第1章 绪论随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾以及城镇化的趋

5、势，也使得高层筑物越来越多。在高层建筑物的生命周期中，从工程施工到竣工，以及建成后的运营期间都要不断地对工程建筑物进行监测，以便掌握工程建筑物变形的一般规律，及时发现问题，及时分析原因采取措施，保证工程建筑物的安全1。高层建筑物变形监测的效果主要取决于监测的技术方法。变形监测技术的发展对于高层建筑物的变形监测提供了许多新的思路和方法，保证了高层建筑物的稳定和安全。高层建筑物的特点包括：（1）基础较深，需进行基坑回弹测量；（2）会有很大的沉降，需要垂直位移监测；（3）楼体高力矩大，需对其倾斜监测；（4）风荷载大，需进行风振测量；（5）墙体温差大，需对建筑物进行日照变形监测。大型建筑物施工和运营中

6、的安全问题成为政府、地方部门和使用单位十分关注的重要问题，大型建筑物的安全监测也越来越受到人们的重视，重要建筑物变形监测目的体现在：分析和评价建筑物状态、验证设计参数、反馈设计及施工质量、研究正常的变形规律和预报变形的方法等方面。建筑物的本身也会因为变形及其外部荷载与内部应力的作用发生变形，但如果变形量一旦超出限度的时候，建筑物的使用就会受到影响，如果更严重的话就会危及建筑物的安全。因此，在施工、管理、使用的阶段对建筑进行变形监测是非常必要的。对高层建筑的变形规律进行分析，有效预测高层建筑的变化趋势，对高层建筑进行安全监控，确保高层建筑安全运营有着重大意义。 第2章 高层建筑物变形监测技术方法

7、现状2.1 垂直位移监测技术方法（沉降监测）垂直位移监测一般使用水准测量、液体静力水准测量、三角高程测量和GPS高程测量等方法，同时也包括一些专用测量手段，如沉降仪、倾斜仪等。2.2 倾斜监测技术方法对于基础面积过小的超高层建筑物，最简单的是悬吊垂球的方法，根据其偏差值直接测定建筑物的倾斜；若建筑物无法固定垂球，就可采用经纬仪投影、测水平角、光学垂准和激光铅直的方法来测定；还有就是通过测定建筑物基础相对沉陷的方法来计算建筑物的倾斜，这一般会采用水准测量的方法、液体静力水准测量方法以及气泡式倾斜仪测量法。2.3 水平位移监测技术方法水平位移监测有很多种方法，最常用的有前方交会法、后方交会法、极坐

8、标法、导线法、视准线法、引张线法等，宜根据条件选用适当的方法。2.4 挠度监测技术方法对于高层建筑物的挠度可有观测不同高度处的倾斜换算求得，也可采用激光准直仪观测的方法求得。对于高耸建筑物竖直方向的挠度监测，及测定在不同高度上的几何中心或棱边等特殊点相对于底部几何中心或相应点的水平位移，并将这些点在其扭曲方向的铅垂面上的投影绘成曲线挠度曲线。这可使用测角前方交会法、极坐标法或垂线法。2.5日照变形监测技术方法高层建筑由于其高度，导致其不同高度的不同部位受阳光照射后的变形量也不一样。日照变形监测应该在强光时段进行，而且还应该测定建筑物上部阴阳两面由于温差引起的偏移量和变形规律。2.6 裂缝监测技

9、术方法监测裂缝的变化，需要做在被监测区域做标记。常用的标记方法有：石膏标志：在裂缝两端抹一层石膏，等干固后用红漆喷一层跨越裂缝两侧且垂直于裂缝的横线，如果裂缝扩张，石膏就会开裂，则可以观察红线处裂缝的宽度；金属标志：在裂缝的两侧打孔埋设金属标志点，定期用游标卡尺量出两点间的距离变化，即可精确测得裂缝宽度的变化情况。对于面积较大且不便于人工测量的多裂缝，宜采用近景摄影测量方法；当需要连续观测裂缝变化情况时，还可以采用裂缝计或传感器自动测记方法。 第4章 高层建筑物变形监测技术发展展望基于我国目前城市土地资源的日渐稀缺的趋势，加之未来几年中国加速城镇化高速进程的建设，高层建筑物的数量会大量增加，安

10、全监测工作的重要性会更加突出，对高层建筑物的监测方法和可靠性会提出更高的要求，高层建筑变形监测技术方法将在以下方面得到发展。4.1测绘新仪器新技术会得到更加广泛应用常规大地测量主要采用有经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值。它能够提供变形体整体的绝对变形信息，但外业工作量大，布点受地形条件影响，不易实现自动化监测。近年来，GPS、测量机器人、地面三维激光扫描仪的出现，在高层建筑变形监测方面得到了一定应用。GPS技术经过20年的发展，已经成功应用于高层建筑变形监测，可以实现数据获取、传输、处理与预警的自动化。GPS用于变形监测具有精度高、不受气候条件及通视条件限制、高度自动

11、化等优点。其在高层建筑物变形监测中的应用对弥补传统的变形监测方法的缺陷具有重要意义2。随着我国北斗导航系统的建成，硬件价格会大幅下降，相信在高层建筑变形监测中会得到更多的应用。4.2变形预测方法的研究会更加深入近年来，三维激光扫描测量技术的发展，已在文物古建筑保护、施工检测、地质灾害监测方面有应用，但在建筑变形监测方面的应用实例较少，未形成体系。将地面三维激光扫描技术引入到高层建筑变形监测领域，具有极大的现实意义，具有良好的应用前景和可行性，是未来的发展趋势。已经有学者进行了这方面的试验研究，并取得了一定成果。变形预测方法的研究会更加深入。依据观测数据进行未来变形的预测是非常重要的内容，目前主

12、要是以数学模型的应用为主。先进的数学方法，将补充和完善传统监控模型的不足，同时，这些理论与传统方法有机结合，将使传统的监控模型更为完善。4.3数据处理与预测集成软件将普遍应用随着计算机、物联网、软件开发平台技术的快速发展，为高层建筑变形监测的数据处理与预测提供了有效工具。目前国内已经有多个变形监测系统软件，一些学者基于MATLAB平台编程实现并对建筑的沉降变形进行预报，对高层建筑的沉降变形数据的处理具有显著的优越性3。总结高层建筑物的出现对变形监测技术提出了挑战，传统的监测方法已经不能满足需要，随着测绘先进和智能新仪器与以及技术的出现，已经在高层建筑物变形监测中得到了一定应用。相信未来各种新技术将不断更新升级，向着相互融合，相互集成的方向发展。使得测量方法更科学先进，操作更简单，而监测成果的精度也越来越高。参考文献 1陈红卫，吴华峰，安丹丹.对GPS在高层建筑变形监测中应用的探讨.商品与质量：建筑与发展，