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文档简介
变形检测
空间网格结构形式网架变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测网壳变形检测
变形检测
网架与网壳最简单的区别就是在外形上,网架是平的,网壳是弯的或是圆的。我们将以网架结构为例讲解测量方法,但网架挠度测量方法也同样适用于网壳的挠度测量。由于外形及结构受力不同,网架结构与网壳结构的挠度测量,采用的检验标准、挠度计算步骤、监测点选取方式也有所区别。
变形检测
建筑结构挠度值计算的应用1)挠度与挠度值依据以上JGJ8挠度的术语与挠度值计算公式,我们可以这样理解:挠度是指建筑的结构或构件本身在某个状态下的弯曲程度。挠度值是结构或构件的实际形状与初始形状为参照的弯曲程度值。以上JGJ8竖向挠度值f1,实际上是以水平线为初始形状作参照,比对计算弯曲线段偏离水平线的竖直方向距离。横向挠度值f2,实际上是以垂直线为初始形状作参照,比对计算弯曲线段偏离垂直线的水平方向距离。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测2)挠度值计算公式的应用因此建筑变形测量里的挠度值,实际上建筑结构(构件)安装后的形状的实测挠度值,与初始设计形状的挠度值为起零值进行比对,计算出来的最终挠度值。在JGJ8公式里只有直线为初始参照物,但是建筑结构设计的形状有很多种,因此我们把测量体初始形状分为直线型和曲线型讨论挠度值计算方法(网架与网壳结构挠度值计算方法的区别)。变形检测
——直线型结构挠度值计算:直线型结构比如:平板型网架、直线形的桁架,设计的初始形状为直线,设计的挠度起零值为0,实际观测的挠度值减去0就是最终挠度值。因此直线型结构可省略设计的挠度起零值计算,直接采用JGJ8公式计算最终挠度值。
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——曲线型结构挠度值计算:曲线型结构比如:微曲面型网架、曲面状网壳空间结构,弯曲型桥梁等,设计的初始形状为弯曲型,挠度起零值不为0,因此挠度值计算过程为:首先根据设计施工CAD图,监测点标注的标高和监测点间水平间距为起始数据,用JGJ8公式计算出该监测点的挠度值为挠度起零值;然后用工程实体观测得到监测点的实际挠度值,减去设计的挠度起零值,得到该监测点的最终挠度值。变形检测
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空间网格结构挠度值的计算JGJ8-2016规范要求的挠度值计算
JGJ8-2016第7.5条挠度观测,分为按竖向挠度值f1,和横向挠度值f2。空间网格结构受重力影响产生沉降变形,因此挠度值按竖向的挠度值f1计算,公式见7.5.3条如下:变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测变形检测
JGJ8规范是以线为基准进行挠度值计算和图解。实际上图中,是指理论水平直线上的A、E、B三个监测点,在重力等因素作用下,分别下沉了SA、SE、SB的距离(沉降量),到达下面小箭头指向的红色A、E、B位置,此时水平直线的形状变为红色A、E、B三点连接的弯曲线。用虚线把A、B两个端点相连构建成一条倾斜的连接线,即为基准线。中间E点垂直线与该连接线相交点的垂直距离f1,就是E点的挠度值。公式中A、E、B点之间的距离是指空间两点间水平距离。变形检测
其他标准规范如《GB50026-2007工程测量规范》第10.4.11条、附录G,《GB/T50228-2011工程测量基本术语标准》条文说明9.3.5条,挠度的术语和挠度值计算方法都是与JGJ8一致的。变形检测
公式中术语解释:
沉降量:监测体在载荷及其他因素作用下产生的竖向位移值。
——《GB/T50228-2011工程测量基本术语标准》第9.5.2条。变形:建筑在荷载作用下产生的形状或位置的变化的现象。可分为沉降和位移两大类。
——《JGJ8-2016建筑变形测量规范》第3.1.1条变形检测
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挠度值计算的常见错误
由以上挠度值计算原理,挠度值是结构(构件)自身弯曲产生形状变化的变形值,不是结构(构件)在空间位置变化产生的位移距离。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测
一些文献提出其他的挠度概念及挠度值计算方法,被网上一个流传很广的挠度检测报告模板,包括有些施工单位和检测单位所沿用。就是把网架施工期间监测的竖向位移监测报告,直接当作挠度测量报告,把竖向位移值(沉降量、累计沉降量)直接当作挠度值。这样做的挠度测量报告,只是结构或构件在空间位移的测量报告,没有考虑结构或构件自身偏离初始形状的位移并计算挠度值,当然是不对的。变形检测
这么详细介绍挠度值计算和挠度测量原理还是有必要的,网架挠度测量现场实操的基准点、工作基点、挠度监测点布设、观测方式都跟这挠度计算原理有很大关系。变形检测
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网架结构挠度测量的检验依据——验收标准:★委托单位提供的挠度设计值(或容许挠度值)钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001(第12.3.4条)空间网格结构技术规程JGJ7-2010(第6.11.3条)建筑结构检测技术标准GB/T50344-2004(第6.8.8条)钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010(第9.3.3条)变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测网架结构挠度测量的检验依据——检测方法标准:建筑变形测量规范JGJ8-2016(第4.4条三角高程测量第7.5条挠度观测)国家三角测量规范GB/T17942-2000(第7.1条三角高程测量)国家三、四等水准测量规范GB/T12898-2009(第9条电磁波测距三角高程测量)变形检测
网壳结构挠度测量的检验依据
——验收标准:★委托单位提供的挠度设计值(或容许挠度值)空间网格结构技术规程JGJ7-2010(第6.11.3条)
——检测方法标准:建筑变形测量规范JGJ8-2016(第4.4条三角高程测量第7.5条挠度观测)国家三角测量规范GB/T17942-2000(第7.1条三角高程测量)国家三、四等水准测量规范GB/T12898-2009(第9条电磁波测距三角高程测量)以上带★字的验收标准为必须有的检验依据。变形检测
标准适用范围
1)以上检验依据标准,只适用于跨度小于60m以下,无结构监测要求的中小跨度空间网格结构挠度测量,不适用于大跨度空间网格结构有结构监测要求的挠度测量。因此以下讨论的都是中小跨度空间网格的挠度测量方法。
2)网架与网壳挠度测量采用标准的区别:网架挠度测量的验收标准有多个,常用的标准是GB50205-2001,而且网架挠度测量是GB50205-2001的强制条文,必须严格执行。网壳挠度测量的验收标准只有JGJ7-2010。变形检测
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网架结构挠度测量的检验依据——检测方法标准:建筑变形测量规范JGJ8-2016(第4.4条三角高程测量第7.5条挠度观测)国家三角测量规范GB/T17942-2000(第7.1条三角高程测量)国家三、四等水准测量规范GB/T12898-2009(第9条电磁波测距三角高程测量)变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测
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网架结构挠度测量的验收标准——验收标准:★委托单位提供的挠度设计值(或容许挠度值)钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001(第12.3.4条)空间网格结构技术规程JGJ7-2010(第6.11.3条)建筑结构检测技术标准GB/T50344-2004(第6.8.8条)钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010(第9.3.3条)变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范(第12.3.4条)12.3.4钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值,且所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。检查数量:跨度24m及以下钢网架结构测量下弦中央一点;跨度24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。检验方法:用钢尺和水准仪实测。变形检测
JGJ7-2010空间网格结构技术规程(第6.11.3条)6.11.3空间网格结构安装完成后,应对挠度进行测量。测量点的位置可由设计单位确定。当设计无要求时,对跨度为24m及以下的情况,应测量跨中的挠度;对跨度为24m以上的情况,应测量跨中及跨度方向四等分点的挠度。所测得的挠度值不应超过现荷载条件下挠度计算值的1.15倍。变形检测
GB/T50344-2004建筑结构检测技术标准(第6.8.8条)6.8.8钢网架的挠度,可采用激光测距仪或水准仪检测,每半跨范围内测点数不宜小于3个,且跨中应有1个测点,端部测点距端支座不应大于1m。变形检测
GB/T50621-2010钢结构现场检测技术标准(第9.3.3条)
9.3.3测量跨度大于6m的钢构件挠度,宜采用全站仪或水准仪,并按下列方法进行检测:
1钢构件挠度观测点应沿构件的轴线或边线布设,每一构件不得少于3点;
2将全站仪或水准仪测得的两端和跨中的读数相比较,可求得构件的跨中挠度;
3钢网架结构总拼完成及屋面工程完成后的挠度值检测,对跨度24m及以下钢网架结构测量下弦中央一点;对跨度24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。变形检测
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网壳结构挠度测量的检验依据
——验收标准:★委托单位提供的挠度设计值(或容许挠度值)
JGJ7-2010空间网格结构技术规程(第6.11.3条)
——检测方法标准:
JGJ8-2016建筑变形测量规范(第4.4条三角高程测量第7.5条挠度观测)
GB/T17942-2000国家三角测量规范(第7.1条三角高程测量)
GB/T12898-2009国家三、四等水准测量规范(第9条电磁波测距三角高程测量)以上带★字的验收标准为必须有的检验依据。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测JGJ7-2010空间网格结构技术规程(第6.11.3条)6.11.3空间网格结构安装完成后,应对挠度进行测量。测量点的位置可由设计单位确定。当设计无要求时,对跨度为24m及以下的情况,应测量跨中的挠度;对跨度为24m以上的情况,应测量跨中及跨度方向四等分点的挠度。所测得的挠度值不应超过现荷载条件下挠度计算值的1.15倍。变形检测
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挠度测量方法应用范围1)这里所指的挠度测量,适用于变形测量项目,不适用于变形监测项目。变形测量项目与变形监测项目要求的挠度测量方法、检验依据有很大的区别。本节的挠度测量是变形测量项目,依据JGJ8-2016“建筑变形测量”的术语,为空间网格结构受荷载作用而产生形状变化进行观测,并对观测结果进行处理、表达和分析的工作。主要应用于跨度小于60m以下中小型空间网格结构施工期间和使用期间挠度测量技术、作业实施、成果整理及质量检验等。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测本节内容不适用于大跨度空间结构,有变形监测要求的挠度测量项目,变形监测要求的挠度测量方法要求及验收标准,参见《GB50982-2014建筑与桥梁结构监测技术规范》、《JGJ/T302-2013建筑工程施工过程结构分析与监测技术规范》、《GB50026-2007工程测量规范》、《JGJ/T408-2017建筑施工测量标准》等。变形检测
变形监测要求的挠度测量等术语见下条:
变形监测:对监测对象的形状或位置变化进行监测,确定监测体随时间的变化特征,并进行变形分析的过程。
——《GB/T50228-2011工程测量基本术语标准》第9.1.1条
挠度测量:对建(构)筑物及其构件等受力后随时间产生的弯曲变形而进行的测量工作。
——《GB/T50228-2011工程测量基本术语标准》第9.3.5条变形检测
2)在GB50205-2001和GB/T50621-2010标准里,挠度测量按检测结构类型分类,对结构的挠度称为结构挠度,对构件的挠度称为构件挠度(在GB50205-2001里也称为侧向弯曲矢高)。由于术语采用的标准不同,网架挠度测量也可称为网架结构挠度测量。挠度测量过程中,单次对挠度监测点进行的观测工作叫挠度观测。变形检测
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术语与定义1)挠度建筑的基础、构件或上部结构等在弯矩作用下因挠曲而产生的变形。
——《建筑变形测量规范》JGJ8-2016第2.1.5条变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测
2)建筑变形测量
对建筑或构筑物的场地、地基、基础、上部结构及周边环境受荷载作用而产生的形状和位置变化进行观测,并对观测结果进行处理、表达和分析工作。
——《JGJ8-2016建筑变形测量规范》第2.1.2条变形检测
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平板型网架挠度测量过程及挠度值计算
以GB50205-2001规范要求为例,螺栓球网架采用整体吊装法的挠度测量步骤及挠度计算详解如下:变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测三角高程测量网架挠度观测示意图
1)第一步,设置监测点
螺栓球网架在地面总拼完成还没吊装时,施工单位通知测量员到安装现场,选取要观测的网架轴线。在轴线两端端部焊接球A0点、B0点、中间规定位置的螺栓球E0点的球球心高度位置表面,找合适观测的一侧或是两侧贴反射片设置为监测点。同时规划好地面基准点或工作基点设置的位置、以及将来全站仪观测时测站位置。变形检测
1)第一步,设置监测点
2)第二步,网架安装施工单位按设计标高,把网架吊装到高程为H的理论水平面位置。网架结构总拼安装完成后,在网架自重等因素作用下,三个监测点下沉SA、SB、SE距离后,到达A、B、E位置,见下图。变形检测
图中,A、B两点相连构建成一条连接线,即为基准线,E点向上垂直延伸与该连接线相交点的高差,就是E点在网架轴线上的挠度值f1。变形检测
三角高程测量网架挠度观测示意图
3)第三步,网架结构总拼(安装)完成后第一期挠度观测按GB50205-2001规范12.3.4条要求,网架结构总拼(安装)完成后要进行一次挠度观测,这样等网架结构沉降基本稳定后,测量员到安装现场采用全站仪中间设站三角高程测量法,测量监测点A、B、E以地面高程基准起算的假定高程,分别为H'A、H'B、H'E。以及监测点A、E之间和E、B之间的空间两点水平距离LAE、LEB。变形检测
测量完成后计算E点挠度值:平板型网架起始形状是直线型,可以直接采用JGJ8-2016的公式计算最终挠度值。但是JGJ8-2016的公式按照基础的沉降观测方式,即从上往下观测监测点下沉的沉降量,这与我们在地面从下往上用三角高程测量监测点高程的方式有差别,因此要对这个公式进行改造,引用JGJ8-2016竖向挠度计算公式:变形检测
把3个监测点的沉降量转换为假定高程的形式,分别为:
SA=H-H'ASB=H-H'BSE=H-H'E
(1)把公式1代入JGJ8-2016竖向挠度计算公式,则公式推导如下:变形检测
以上公式还可以再进一步简化,得到网架螺栓球用三角高程测量方式的挠度计算公式如下:(2)式中:H'A、H'B——两端端部接焊接球/螺栓球轴线中心的高程,单位m。
H'E——中间任意一点螺栓球轴线中心的高程,单位m。
LAE、LEB——轴线相邻监测点空间两点水平距离,单位m。LAB——轴线两端端部球空间两点水平距离,LAB=LAE+LEB,单位m。f1——网架轴线中任意一点E点的竖向挠度值,单位mm。变形检测
以上推导出来的公式,计算结果与JGJ8-2016公式计算的结果是完全一致的,挠度值正值为下挠,挠度值负值为上拱。其中,E点是在轴线的任意位置,如果E点在轴线中心,算出来就是跨中挠度值,如E点在轴线两边的1/4处,算出来就是两边1/4处的挠度值。变形检测
从公式推导结果发现,网架挠度值的计算,与前面网架吊装的初始高程是多高无关,吊装后监测点沉降量多少也无关。比如过个十年二十年后,要求测量网架使用期间挠度值,我们到现场也不用理会网架这些年又下降了多少沉降量,只要测量以上A、B、E三点的假定高程,再测量这三点之间的空间水平距离,就可以算出E点在网架结构挠度值f1。变形检测
4)第四步,屋面工程完工后第二期挠度观测按GB50205-2001规范要求,屋面工程完工后再进行一次挠度观测,这样等网架屋面工程完工沉降稳定后,测量员到安装现场,再用以上的测量方法进行观测,计算屋面工程完工后E点的挠度值f。此时,网架挠度测量的现场观测作业步骤完成。变形检测
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全站仪中间设站三角高程测量《JGJ8-2016建筑变形测量规范》第4.4.1条规定:基于全站仪的三角高程高程测量可用于三等、四等沉降观测。三角高程测量应采用中间设站观测方式。这里说的中间设站观测方式,就是全站仪中间自由设站三角高程测量(简称中间设站)。所谓中间设站观测,就是在相邻两观测点前后视线长度相近的任意位置安置测量仪器,测量两观测点间高差的方法。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测中间设站方式的图示,即《GB/T50308-2017城市轨道交通工程测量规范》图J.0.1,在理想状态下对中间设站观测方式简单讲解:变形检测
图
中间设站三角高程测量观测点前后对称布设示意图
图中A点是前视点棱镜,A点地面的高程为HA是已知的。B点是后视点棱镜,B点地面的高程是未知的,我们的目的就是要测量出B点地面与A点地面的高差hBA,从而用A点地面的高程HA加上高差hBA,就可以算出B点地面的高程HB。变形检测
螺栓球监测点B点的高程HB,为工作基点水准面起算高程HA,加上螺栓球监测点B点与A点地面的高差hBA,为:
HB=HA+hb-ha+va式中:HB——前视点螺栓球监测点高程,单位m;
HA——后视点棱镜(工作基点)地面高程,这个高程是已知的,单位m。
hb——全站仪测量前视点螺栓球监测点的垂直距离,单位m;
ha——全站仪测量后视点棱镜的垂直距离,单位m;
va——后视点棱镜高,单位m。变形检测
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网架结构的挠度设计值、容许挠度值
挠度设计值:网架结构设计时,通过有限元法对网架模型的荷载和作用近似地模拟计算真实网架的荷载和位移,由模拟产生的位移值计算出挠度值,也称为挠度计算值。容许挠度值:网架结构能承受而不至于产生损害或影响正常使用的最大变形量(挠度值)。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测通俗地说,挠度设计值是指按设计要求,推算网架安装后会弯曲到多大程度。而容许挠度值,是在保证结构安全使用的前提下,允许网架弯曲的最大程度。因此,容许挠度值是网架设计和安装的控制底限,不论是设计允许的挠度值,还是实际观测的挠度值,都不能超过容许挠度值,否则对结构产生损害或影响正常使用。变形检测
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步骤9-网架挠度测量成果的质量检验1.网架挠度测量成果质量检验要求
每次网架挠度观测工作完成后,还要进行一项必不可少的工作:测量成果质量检验。测量成果质量检验要求参见JGJ8-2016,对建筑变形测量成果的质量宜实行两级检查一级验收。两级检查中的一级检查和二级检查由检测单位的检测部门和质量管理部门实施,一级验收由委托单位组织实施。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测2.检测单位的成果质量两级检查1)检测部门的一级检查检测部门的一级检查相当于记录和报告的审核,由部门的审核人员进行检查,检查的内容一种是质量检查记录,一种是质量检查报告。变形检测
(1)成果质量检测记录在测量过程中的质量检查要填写质量检查记录,记录的表格在JGJ8-2016附录B有样本。分别在网架结构总拼完成后首次挠度观测填写一次,检查的内容见JGJ8-2016第9.2.2条;屋面工程完成后二期挠度观测再填写一次,检查的内容见JGJ8-2016第9.2.3条。变形检测
(2)质量检查报告等外业测量所有工作完成后,应在质量检查完成后编写质量检查报告。报告的要求见JGJ8-2016第9.2.4条,对变形测量综合成果,应在质量检查后编写质量检查报告。质量检查报告应包括检查工作概况、项目成果概况、检查依据、检查内容及方法、主要质量问题及处理情况、质量统计及质量等级等内容。变形检测
当测量成果出现JGJ8-2016第9.1.3条所列的问题之一时,应判定为质量不合格。当质量检查出现不符合项时,应立即提出处理意见,返回检测部门进行纠正。纠正后的成果应重新进行质量检查,直至符合要求。审核人员应在检查完成后根据质量检验结果评定质量等级为合格或是不合格,并签字确认。变形检测
2)质量管理部门的二级检查
二级检查相当于报告审批部门的批准,二级检查主要是针对提交给外部单位资料的批准放行,比如以上网架挠度测量阶段性成果质量检查记录、综合成果的质量检查报告,如果要提交给委托单位的就进行二级检查,如果不检需要提交就不用二级检查。检查方式也是由批准人对以上放行资料的测量过程把再次复查,把检查过程也填写在以上同样的记录。变形检测
以上一二级检查,对于测量业内的所有记录、报告都要全数100%检查。而测量的外业(就是现场监督)不用100%检查,一般在内业检查发现问题后,如果需要实地查看判定才到现场进行针对性检查。变形检测
3.委托单位的一级质量验收
委托单位可根据情况需要组织实施质量验收,验收的要求见JGJ8-2016的9.3条。不是每个变形测量项目都需要质量验收,但是规范要求首期观测成果是必须检查验收的,因此首期观测委托单位时要派监理进行旁站见证,并检查测量成果资料,其他各期观测按10%抽查。其中关系到检测单位的,就是验收用的检测方案、检测报告、质量检查记录或质量检查报告,都是要检测单位提供的。检测单位根据需要把该提交的资料都准备齐全。变形检测
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网架挠度测量的方法网架挠度测量的方法主要有:水准测量法、激光扫描测量法、静力水准测量法、传感器(振动监测)法和三角高程测量法等。因网架建筑物净空高一般都较高,水准测量法实施观测难度较大,激光扫描测量法观测在设备密布和人员频繁活动的网架下也较难实现;而静力水准测量法和传感器(振动监测)法布置测点繁琐且成本高。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测而全站仪中间设站三角高程测量,可在地面设置设站观测,观测时相邻两个监测点不需要通视,设站时仪器无需对中,不需要测仪器高,前后视棱镜一样高时也不用测棱镜高,操作灵活,从而提高测量精度及测量效率。大量研究表明在一定条件下,全站仪中间设站法可以代替三等、甚至二等的水准观测,成为三角高程测量的主要观测方法。在JGJ8-2016已经废除每点测站、往返观测的方式,全面采用中间测站观测方式。变形检测
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网架挠度测量的观测轴线与监测点选取1)网架挠度测量的观测轴线与监测点选取的标准规定
相关的标准规定有:GB50205-2001第12.3.4条、JGJ7-2010第6.11.3条、GB/T50621-2010第6.8.8条、GB/T50344-2004第6.8.8条,其中GB50344的规定比较笼统不常用。
JGJ7-2010第6.11.3条条文说明部分规定“挠度测量点的位置一般由设计单位确定”,当设计无要求时,应按标准规定选取。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测网架挠度测量的观测轴线与监测点选取2)网架挠度测量的观测轴线与监测点选取的方法以最常用的GB50205-2001标准规定为例:“跨度24m以下钢网架结构测量下弦中央一点;跨度24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点”。这里说的各向下弦跨度是指长方向和短方向的下弦跨度。变形检测
(1)网架结构跨度24m以下,取网格下弦中央的螺栓球为跨中挠度监测点,取与跨中挠度监测点同一轴线的两端端部支座球/螺栓球为变形观测点。实际检测中,观测轴线取短向方向或是长向方向的轴线都可以,主要是根据场地情况,有些小网架有时场地不大不能硬性规定,选观测方便的轴线就行。变形检测
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图
跨度24m以下网架监测点布设示意图(2)网架结构跨度24m以上,取网格下弦中央的螺栓球为跨中挠度监测点,再取跨中挠度监测点为中心的长短两个方向轴线的四等分点螺栓球,为1/4处挠度监测点,两个方向轴线的两端端部支座球/螺栓球为变形观测点。观测时,也是按这样的选取点观测,见下图示:变形检测
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图
跨度24m以上网架监测点布设示意图(3)当网架结构为悬挑结构时,监测点的选取方法是一样的,即选取悬挑出部分最远端的下弦螺栓球为挠度监测点,两端支座球为变形观测点。(4)实际检测中,中间的轴线不一定是在有支座的焊接球上,也经常遇到轴线数量为偶数,通常我们认为两个支座之间是没有沉降的,因此两支座中间的螺栓球也是没有沉降的,此时可以选取两支座的中间轴线相邻的轴线进行观测。同样,如果遇到轴线上下弦球的数量为偶数,在中央一点或四等分点的距离上没有下弦螺栓球,只有杆件。此时就可以选取相邻的下弦螺栓球进行测量。变形检测
同样,如果遇到轴线上下弦球的数量为偶数,在中央一点或四等分点的距离上没有下弦螺栓球,只有杆件。此时就可以选取相邻的下弦螺栓球进行测量。
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步骤6-网架挠度测量的现场外业观测——工作基点与测站设置1)测站设置网架总拼安装完成后,就开始进行网架挠度测量的现场观测作业。到达现场后,第一步首先要进行测站的设置。按中间设站观测方式原理,全站仪所在的测站位置,最好能把一个观测组的每个监测点都观测到,而且左右两边监测点视线长度对称,每个监测点观测的垂直角不大于20°。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测2)工作基点设置确定好设站位置后,再确定反射棱镜(工作基点)架设位置。以下实例用试验室里模拟讲解测站(全站仪)、工作基点(棱镜)和监测点的布置方位,见下图。变形检测
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图-测站、工作基点、监测点布置图图中,假设目标墙上贴反射片的点1、点3为网架轴线两端的支座球测量点,点2为螺栓球挠度监测点。棱镜所在的地面位置为工作基点,以工作基点地面为起算面的高程假设为0.000m。安置棱镜的时候,没什么必要就把棱镜对中杆的伸缩杆放到底部,避免棱镜高读数误差,棱镜高就直接按1.350m算。
测量仪器采用南方测绘仪器公司的全站仪NTS-342R5A,标称精度(2mm±2×10^-6mm,2")。图中全站仪的竖直度盘在望远镜照准方向的左侧,为正镜(盘左)观测。如果纵转望远镜,使竖直度盘在望远镜照准方向的右侧,就是倒镜(盘右)观测。纵转望远镜或水平旋转照准部按顺时针或逆时针方向都可以的,不影响观测结果。
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步骤6-网架挠度测量的现场外业观测——观测方法与步骤1.垂直角中丝法观测的操作程序以上棱镜、3个监测点组成一个观测组,而且棱镜和3个监测点都与全站仪通视。按照JGJ8-2016要求,进行两组独立测量,垂直角中丝法观测的操作程序按《GB/T17942-2000国家三角测量规范》第7.1.3条要求。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测第一组独立测量
1)正镜(盘左)开始,照准一组中的第一个方向:棱镜,用中丝切准目标,并使目镜中心十字与棱镜中心十字重合,读数(【目标选择】选择【棱镜】,点击【采集】—【点测量】—【测距】—【保存】,或者【测存】)。变形检测
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以上【点名】是目标工作基点(棱镜所在地面位置)的名称编号,也是自己编的。测量的参数:垂直度盘读数:358°35′26″,斜距值5.400m,垂直距离-0.133m,就记录在全站仪数据库里。点击【数据】查看,可以看到全站仪把测量数据按坐标数据的形式保存下来了。图-测量读数-数据采集界面2)依次照准第二个方向:墙上的监测点1,读数(【目标选择】选择【反射板】)……直到本组方向监测点测完。
3)纵转望远镜,成倒镜(盘右)。
4)按上述相反的次序照准各个方向目标,观测读数,回到第一方向棱镜。以上操作为一测回。再按第一个测回的操作步骤重复观测读数,完成第二个测回,总计两个测回。此时,第一组独立测量完成。变形检测
第二组独立测量调整三脚架,把全站仪机身高升高或降低约5cm,重复第一组独立测量的操作步骤。完成以上两组独立测量操作后,此时一组监测点的观测操作结束。记得打开主界面的【数据】,查看【原始数据】或是【坐标数据】,看看前面测量的数据有没有保存下来。变形检测
2.检测现场三角高程测量观测方法应用及操作要求1)观测组所有目标通视情况三角高程测量办法对于中小型网架,一条网架轴线上所有监测点都与棱镜通视情况下,就采用以上6.4.1条的操作进行三角高程观测。在测量另一条轴线的时候,就转移全站仪(测站)进行相同的操作。变形检测
2)观测组所有目标通视情况免棱镜三角高程测量办法对于一些中小型网架,可以选用安装在混凝土柱上的支座球作为观测基准点,通常认为网架支撑柱上的支座螺栓球是没有沉降的,我们选取其中一端的支座螺栓球,代替上面以上6.4.1条棱镜的工作基点作用,用全站仪测量出该端支座螺栓球中心的高程,以该支座螺栓球球心的高程作为该轴的假定高程基准,然后按以上6.4.1条的操作进行三角高程观测。变形检测
3)观测组目标不通视情况三角高程测量办法
对于一些大型网架,如果一个测站上,网架轴线上的监测点与棱镜不全部通视,或是监测点与棱镜的视线差超差。这时就需要把监测点进行分组观测,而且在所观测的监测点中,至少要有2个点应在其他测站同期观测。变形检测
举例:一条网架轴线上有5个监测点,编号1、2、3、4、5。我们可以把监测点分为两组观测组,每个观测组内的监测点都与棱镜通视。比如第一组“1、2、3、4”测量4个点,第二组要测量“3、4、5”,第二组中至少有两点:3和4点是在第一组同期观测过的。在有必要情况下,多组观测还可以另外设置一个工作基点,并以新增工作基点的高程作为第二组观测的高程基准。变形检测
4)视线垂直角超限的三角高程测量办法一条很多在室内建设的网架,由于室内场地的限制,全站仪架设位置观测的视线垂直角大于20°。实际上视线垂直角达到18°以上时,全站仪的望远镜也下斜到难于用目镜观测。遇到这种情况,可采用给全站仪安装配套的弯管目镜办法观测,全站仪安装了弯管目镜后,可以观测接近90°的视线垂直角角度。变形检测
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图-弯管目镜实物图
对于已知观测场地有限的网架,可以在设置监测点时,把反射片中心十字对准螺栓球底部正中。观测时把全站仪设置在监测点的正下方,在相近视线长度的位置设置棱镜。用弯管目镜瞄准螺栓球底部中心位置,天顶方向与视线方向的夹角要小于20°,测量。如果下一个监测点与天顶方向角度大于20°,那就转移测站位置到下一个监测点正下方位置,进行同样操作,见下图。变形检测
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图-视线垂直角超限三角高程测量设站与工作基点设置位置图
测量出各个螺栓球底部监测点的假定高程后,查阅施工图纸资料,找到监测点对应螺栓球的规格,可以算出球心的高程。当然有些特殊情况,也可以使用弯管目镜直接观测垂直角角度稍大的目标,但是最好不能大于30°。测量员在观测时,随时验算测量的距离、垂直角误差有没有超过JGJ8的限差,没超过的话可以用,超过了就不用。变形检测
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步骤6-网架挠度测量的现场外业观测——南方全站仪的项目管理设置与建站设置1)项目管理设置设置步骤:打开主界面【项目】—【新建项目】,项目名称选默认当天日期为文件名,点√。这样后面测量的数据都保存在这个文件里。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测2)建站设置全站仪建站的目的,就是在测区内建立一个测量坐标系统。用测站(全站仪)和后视点(棱镜)进行定位和定向确定测量坐标系统后,后面测量的坐标都在这统一的坐标系统里。其中定向可以采用单点或多个点来进行定向。变形检测
首先要说明,全站仪建站的方式跟测量项目的要求有关,不同项目要求的建站方式是不一样的。测量网架挠度,只需要建立一个假定坐标系统,测量出各个监测点的假定坐标,使用假定坐标算出监测点之间的水平距离就行,因此采用最简单的后视角单点定向【已知点建站】。变形检测
建站设置步骤:打开主界面【建站】—【已知点建站】,打开后的界面见下图:变形检测
图-已知点建站设置界面【测站】要填写的就是全站仪现在测站点位置的编号,这个编号是自己编的,但是要注意,包括测站和后面每个监测点编号名称和方法,都要便于自己识别,后面整理数据的时候,根据编号知道是测的哪个点。在这里我输入“cz”。如果全站仪改变位置,那就要另外编测站点编号。变形检测
【仪高】、【镜高】分别是全站仪的仪器高、棱镜高。全站仪中间设站三角高程测量是不需要测量仪器高和棱镜高的。因此我这里就随便输入1.000。
【后视角】就是后视点棱镜的后视角度,在这里我随便输入0.0000。以上设置完成后,把全站仪望远镜照准棱镜中心点,点【设置】,全站仪的建站步骤完成。变形检测
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步骤6-网架挠度测量的现场外业观测——全站仪安置与仪器参数设置1)安置仪器全站仪安置包括对中和整平两项工作,三角高程测量的中间设站观测方式不需要对中,全站仪可以随意位置设置。但是JGJ8要求采用变动仪器高进行两次独立测量的话,要在一个测站内测量,因此两次独立测量之间要进行对中步骤。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测——整平:安放好位置后进行整平步骤,整平的目的是使仪器竖轴铅锤和水平度盘处于水平位置。当仪器精确整平后,照准部转到任何位置,圆水准器和管水准器的气泡都是居中的(允许管水准器的气泡偏离零位,不超过一格)。变形检测
——对中对中的目的是使仪器竖轴测站点的铅垂线上,对中一般可在地面测站点打一颗测钉(没有测钉也可以在地上画个十字),用光学对中器对中测钉的十字点,精度可达1mm。以上对中和整平是相互影响,操作时应交替、反复进行,直到既对中又整平为止。变形检测
2)调整十字丝瞄准目标前,把望远镜对向明亮背景,进行目镜调焦,使十字丝清晰。变形检测
3)仪器参数设置测量之前要注意检查以下几个设置项参数,以本南方测绘全站仪为例。——角度相关设置
【倾斜补偿】为【开】,【垂直零位】为【水平零】
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——距离相关设置
【T-P改正】为【开】,此功能为气象改正。
【两差改正】为【改正关】,此功能为地球曲率与大气折光系数改正,一般情况下设置为关,除非是外业测量有需要时设置为开。测量模式设置——N次精测4次,取结果平均(按JGJ8-2016规范要求)。目标选择——根据照准目标不同,更换【棱镜】【反射板】【无合作】。变形检测
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步骤7-网架挠度测量观测的内业成果整理——网架挠度测量观测作业成果整理的一般规定
网架挠度测量观测作业的成果整理应符合JGJ8-2016成果整理与分析的要求,每次变形观测结束后,应及时进行成果整理,项目完成后,应对成果资料进行整理并分类装订。测量数据处理方法应符合GB/T17942-2000成果的记录、整理与验算的要求。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测——三角高程测量观测成果的记录、整理与验算1.三角高程测量观测成果的记录一切外业观测值和记事项目,必须在现场直接记录,记录项目应包含规范规定的必须项目。测量成果的记录分为电子记录和手薄记录,以上南方全站仪在现场检测时,现场测量结果可以先保存在仪器的内存里,等后面再把数据导入到电脑,用厂家专用的数据后处理软件进行整理。以上面的模拟试验为例,我们可以依据JGJ8-2016三角高程测量的技术要求设计一个原始记录,见下表:变形检测
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表-工作基点(棱镜)全站仪观测值记录结果2.三角高程测量观测记录的整理和检查观测工作结束后,应及时整理和检查外业观测原始记录,检查原始记录中所有计算是否正确,观测成果是否满足JGJ8-2016距离测量、角度测量的各项限差的要求。对超限的观测点应进行重测,最后每个方向取4个符合限差要求的测回。确认观测成果全部符合规范规定之后,才能开始下一步的高差计算。变形检测
以上距离测量、角度测量数据的各项限差的整理和检查见“垂直角测量”和“斜距值测量”两部分,高差限差验算的见“垂直距测量”到“最终高差值”部分。这其中包含大量的距离、角度计算,如果人工检查计算的话就很繁琐,我们可以设计一个EXCEL计算表,输入观测值之后自动计算各项结果。见下表:变形检测
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表-JGJ8-2016全站仪中间设站三角高程测量结果计算表3.三角高程测量成果的验算
网架挠度测量三角高程测量成果验算,主要有两部分内容:第一部分是中间设站的高差中误差的验算,在JGJ8-2016这部分验算为两次独立测量高差较差限差验算,只要符合JGJ8两组独立测量高差较差限差的,也就符合相应测量等级的高差中误差要求。变形检测
第二部分是针对测量过程中高程控制测量项目,比如:基准点稳定性分析、基准点与与工作基点联测高程传递、工作基点转移联测高程传递,验算的内容就是依据测量误差理论和统计检验原理,对获得的观测数据进行平差计算处理。变形检测
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步骤7-网架挠度测量观测的内业成果整理——网架挠度观测成果整理1.挠度观测成果表在以上三角高程测量数据整理检查合格后,把以上各个监测点的高程以及相邻监测点间水平距离,填写在观测成果表进行挠度值计算。观测成果表在JGJ8-2016附录A有表格样式,但是附录A的表格不能满足网架挠度观测的其他必须参数需要,我们可以参照附录A表格的样式,自己设计一个。测量的数据整理在“挠度观测成果表”里,见下表:变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测变形检测
表-挠度观测成果表原始记录
表中的“监测点与球心高差”就是网架在吊装前,我们在地面贴反射片时,用卡尺精确测量出来的反射片中心十字与球心的垂直距离(高差),监测点观测得到的高程,加上监测点与球心高差”,才是改正后球心的高程。比如支座球A,球心高程为:20.642+0.010=20.652m。变形检测
2.挠度值计算以Y3-7的1/4处螺栓球挠度计算为例:从以上计算过程我们可以看到,如果1/4处的螺栓球的高程18.623m,如果没能贴反射片并准确测量监测点与球心的高差,哪怕是±10mm的偏差,导致球心高程为18.613m或是18.633m,最后计算的挠度值为18mm或38mm,结果偏差都是很大的,这也是为什么以上一再强调准确布设监测点的重要性。无论是采用哪种挠度观测方法,监测点没布设好,后面的观测工作得到的结果也是不准确的。变形检测
3.挠度曲线图变形检测
图-EXCEL网架挠度计算与曲线图4.挠度监测点变形分析监测点变形分析主要是对监测对象有变形监测要求的项目,变形分析主要是对相近两期观测的变形量和累计变形量进行分析,看看监测体有没有发生变形。变形检测
在应用上,对于大跨度空间网格结构有变形监测要求的挠度测量,要按照《GB50982-2014建筑与桥梁结构监测技术规范》等标准,要对挠度监测点进行变形分析之外,其他规范要求的中小型网架挠度测量项目,都只要求网架完工后进行观测测量,无需对监测点进行变形分析。变形检测
术语解释:
变形分析:根据变形观测资料,通过计算确定变形的大小和方向,分析变形值与变形因素的关系,找出变形规律和原因,判断变形的影响,并作出变形预报等工作。
——《GB/T50228-2011工程测量基本术语标准》第9.5.2条。变形检测
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网架挠度测量检测结果的合格判定
1)按挠度设计值判定
在委托单位能提供挠度设计值的情况下,网架挠度测量所测的挠度值结果判定,要符合以下标准规范的规定:
——《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001第12.3.4条规定:所测得的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。
——《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010第6.11.3条规定:所测得的挠度值不应超过现荷载条件下挠度计算值的1.15倍。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测以上标准说的挠度设计(计算)值,可在设计单位或施工单位提供的网架结构施工设计图纸,网架结构计算书查阅获得,并作为检测结果合格判定的主要依据。变形检测
2)按容许挠度值判定
实际检测中,我们经常遇到这种情况:大部分的网架工程图纸都没有给出挠度设计值。这时我们就可以协商,按网架结构的容许挠度值来评判。网架结构的容许挠度值,要根据相关标准规范里的规定通过计算得出。变形检测
举例:某跨度为24m的屋盖结构的网架,测量得挠度值为100mm,但是委托单位无法提供挠度设计值,按规范要求,没有挠度设计值无法判定是否合格。这时可以依据JGJ7-2010表3.5.1规定,查到容许挠度值为短向跨度的1/250,计算得出网架容许挠度值24m/250=96mm。
因为测量所得的挠度值大于容许挠度值,所以判定为不合格。变形检测
注意:容许挠度值是结构的最大容许上限,这时计算的容许挠度值就不能再乘以1.15倍作判定值了。变形检测
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步骤10-网架挠度测量提交成果的内容、形式和时间要求1.观测成果网架挠度测量提交成果按形式分为观测成果,和成果质量检查记录或报告。按GB50205-2001规定的观测次数和观测频率,网架挠度测量提交观测成果的内容、形式和时间要求如下。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测1)阶段性观测成果应在网架结构总拼完成后、屋面工程完成后分别给委托单位提交1期、2期观测的阶段性成果。成果内容要求参见JGJ8-2016第8.1.2条。提交形式就是用检测结果通知单或检测快报的形式,把以上监测点布置图、观测成果表、挠度曲线图的原始记录,以及相关图表装订成册提交。其中2期提交成果应包含与1期观测间的变形量和本期的变形量。
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提交时间要求按委托方要求,一般在3~5工作日内,应赶在施工进度之前。如果观测期间出现异常,需要提高观测频率或增加观测内容的,可按需要加大提交成果的内容和频率。变形检测
2)综合观测成果当网架挠度测量任务全部完成后,提交以上测量的综合成果,就是挠度测量检测报告。挠度测量检测报告内容要求参见JGJ8-2016第8.1.3、8.1.4条,编写时可参照《CHT1001-2005测绘技术总结编写规定》的相关要求。变形检测
2.成果质量检查记录或报告
对于大跨度空间结构的网架挠度测量项目,如果委托单位需要进行质量验收时,就要在各期阶段性观测成果提交同时提交成果质量检查记录,提交检测报告时在报告里加上成果质量检查报告的内容一起提交。
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其他中小型的网架挠度测量项目,只要在挠度测量项目实施过程中,向委托单位提交阶段性观测成果或是检测报告就可以了,不需要提交质量检测记录或是报告。委托单位接受和采纳观测成果,就视为该项目成果已验收。变形检测
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步骤1-接受委托与检测方案编制
网架挠度测量的现场检测工作程序及步骤,可依据《GB/T50344-2004建筑结构检测技术标准》第3.2条规定,步骤流程为:接受委托、现场调查、制定检测方案、现场检测、计算分析和结果评价、出具检测报告。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测
在接受委托单位的检测委托后,应进行现场和有关资料的调查,收集被测网架结构的设计图纸,设计要求等资料,制定检测方案。检测方案的编制内容,按《JGJ8-2016建筑变形测量规范》第3.3.2条技术设计规定,明确以下检测内容:
1)网架挠度测量的任务要求。
2)待测网架的概况,包括建筑及其结构类型、岩土工程条件、建筑规模、所在位置、所处工程阶段等。
3)已有变形测量成果资料及其分析。变形检测
4)依据的技术标准名称及编号。
5)变形测量的精度和等级。
6)采用的平面坐标系统、高程基准。
7)基准点、工作基点和监测点布设方案,包括标识与标志型式、埋设方式、点位分布及数量等。8)观测频率及观测周期。变形检测
9)变形预警值及预警方式。10)仪器设备及其校验要求。
11)观测作业及数据处理方法要求。
12)提交成果的内容、形式和时间要求。
13)成果质量检验方式。
14)相关附图、附表等。变形检测
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步骤2-变形测量精度等级的确定1.为什么要确定测量精度等级?
由于测量精度直接影响到观测成果的可靠性,因此工程测量都需要先确定合适的观测精度等级。只有确定了测量精度等级,才能确定使用什么样的观测方法、仪器设备和投入费用等。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测
建筑物变形观测的精度要求,取决于变形的大小和观测目的,精度过高使测量工作复杂,费用和时间增加,而精度定的太低又会增加变形分析的困难,使所估计的变形参数误差大,甚至会得出不正确的结论。因此确定合理的精度很重要,一般来说,检查施工对变形观测精度要求较低,监视建筑物安全要求精度较高,研究变形过程要求精度最高。变形检测
2.网架挠度测量精度等级的确定方法对网架挠度测量这样需要对变形过程进行研究分析,而且有明确变形允许值的变形测量项目,按JGJ8-2016第3.2.3确定测量精度等级。JGJ8-2016第3.2.3:
对沉降观测,应取差异沉降允许值的1/10~1/20作为沉降差测定的中误差,并将该数值视为监测点、测站高差中误差,并以该数值确定测量精度。变形检测
按照JGJ8-2016条文说明第3.2.3条的例题,举例说明网架挠度观测的测量精度等级确定如下:假设有跨度为24m的屋盖结构网架,其相邻监测点沉降差(挠度)允许值为1/250,就是96mm,取其1/20作为变形测量的精度,则沉降差测定中误差不应低于4.8mm,按一个测站测定此沉降差,该值即为监测点测站高差中误差,依据《JGJ8-2016建筑变形测量规范》表3.2.2,选择四等精度。变形检测
精度等级选取过程解释:网架的挠度允许值96mm,就是允许相邻的一端支座球与中间螺栓球的最大沉降差为96mm,网架挠度测量精度,应在差异沉降允许值96mm的1/10~1/20之间选取。从实用的目的出发,钢结构变形通常要求观测工作能反应出1mm的沉降量。为了能反应出1mm的沉降量,如果取96mm的1/10就是9.6mm,显然这9.6mm的精度要反应1mm的沉降量,这误差就太大了。因此只能按最小的1/20取值,就是4.8mm作为沉降差测定的测站高差中误差。4.8mm的测站高差中误差,虽然也不能满足反应1mm沉降精度的要求,但也不用再往下取了,只要能满足规范要求尽量接近就可以了,否则会增大观测方法、检测设备和费用的投入。变形检测
最后查表3.2.2,四等精度的测站高差中误差3mm,小于最大允许误差4.8mm,因此选择四等精度等级。为了方便使用,以常见屋盖结构网架挠度测量精度等级及选用全站仪标称精度列表如下表:变形检测
依据表中屋盖跨度范围,可以直接确定测量精度等级,及采用仪器设备的标称精度和检校要求。其他楼盖结构、悬挑结构的网架可根据以上举例计算并确定测量精度。变形检测
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步骤3-确定网架挠度测量采用的平面坐标系统、高程基准
依据现场情况,除非委托或设计有要求采用建筑坐标系或国家高程基准,一般情况下采用自己设定的假定坐标系与假定高程系统就可以了。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测
建筑坐标系:属测量平面直角坐标系的一种,其坐标轴与建筑物或建筑群的轴线相一致或平行。——《工程测量基本术语标准》GB/T50228-2011第3.2.6条。变形检测
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步骤4-确定网架挠度测量基准点、工作基点和监测点布设方案及设置方法1.网架挠度测量基准点、工作基点布设方法
在前面章节中学过,网架挠度测量不需要测量沉降量。除非是设计或委托有要求,对于无施工期间监测要求的中小型网架挠度测量,不需要设定长期固定的基准点。每次测量时,在现场相对稳定的位置设站工作基点就可以了。变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测变形检测
在右图中,在场地允许情况下,典型的工作基点应与监测点前后距离对称位置1。但是如果测区太小于前后对称距离不够长,也可以把棱镜设置在网架下面的位置2。图-测站与工作基点设置位置图2.网架挠度观测监测点的布设与设置方法1)监测点布置图
监测点布置图是根据本工程监测点布设方法,在网架施工CAD图纸上标注选取的轴线和监测点位置。变形检测
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图-监测点布置图示例以某小学体育馆的屋面(盖)网架为例,网架形式为正放四角锥螺栓球节点网架,网架跨度为36.9m。委托单位提供的施工设计CAD图下弦杆平面布置图,见右图。——网架结构轴线与监测点编号的通用推荐方法通常网架设计施工图上,并不是每个轴线和螺栓球都有详细标注编号,因此要我们自己编号。在CAD平面布置图设置X-Y平面直角坐标系,横向轴线自左向右编号为X1~X12,第6条X轴线上螺栓球节点从下向上编号为X6-1~X6-12。以此类推,纵向轴线自下向上编号为Y1~Y12,第7条Y轴线上螺栓球节点从左到右编号为Y7-1~Y7-12。变形检测
——监测点的布设方法与选取从以上编号,可以看出该网架是典型的对称结构,在两个方向跨度的轴线都是12条,按GB50205-2001规范要求:“跨度24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点”,就没法确定哪一个螺栓球才是网格中央的点。此时,该网架结构的挠度监测点选取可按以下推荐方法。变形检测
第一步先选取轴线,X方向中间没有轴线,就取中间旁边的轴线X6轴,Y方向也同样取中间旁边的轴线Y7轴。第二步,选定轴线后再选取轴线上螺栓球监测点,X6轴线中央没有螺栓球节点,就取旁边的X-6-6螺栓球为中间监测点,再以中间螺栓球节点为中心,分别取两边的四等分点为监测点,两个端部螺栓球为变形观测点。同样,Y7轴螺栓球监测点与两个端部螺栓球变形观测点也是这样选取。变形检测
在以上监测点布置图中,有X6-6和Y7-7两个下弦中央点,而且是对称错开的。每条轴线上的四等分点距离也不一样,但也是X轴和Y轴对称分布。在实际检测中,这种对称结构监测点布置图,还是比较常见的。我们不能保证每一个点都在准确的等分位置,但是要把监测点分布在可能的最大变形处。变形检测
2)监测点设置方法
正确掌握网架挠度观测监测点的设置方法,是网架挠度测量结果准确的关键。
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(1)监测点贴反射片设置方法挠度观测的监测点通常在网架在地面拼装完成后,采用贴反射片方式进行设置。监测点应设置在网架变形量最大的节点处,在下弦螺栓球表面的一侧或两侧贴反射片。对于比较小的螺栓球可以把反射片中心十字部分裁剪成1cm长条后贴合,这样就比较好贴,也不容易掉。
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网架挠度计算是以线为基准,但是网架轴线上有支座球、螺栓球、杆件,而且形状大小不一,因此要把反射片的十字贴在球心高度位置,从而把每个点都连接成一条轴线中心线。见下图红线位置。变形检测
图-网架轴线监测点布置位置图变形检测
图-网架轴线监测点布置位置图通常,贴反射片要预估好全站仪观测的方向,十字中心不一定贴在球心高度位置,要确保每个节点的轴线高程是球心高程,可以用游标卡尺测量反射片十字中心与球心高度之间的垂直距离t,则监测点测量的高程加上偏差距离t,就是球心高程,见右图。测量监测点偏离轴线中心线的距离应精确到1mm,测量误差过大,则测量的误差直接叠加到挠度计算结果中,有时甚至比观测方法引入的误差还要大,后面的观测工作测的再精确也都白费。变形检测
(2)监测点无法贴反射片的方法
当网架安装采用高空散装法、分块吊装法,或是测量已建的高空网架,如果无法上高空贴反射片,就不能直接测量监测点与螺栓球球心的高差。变形检测
遇到这种情况,可以按以上监测点要处于中心线上的原则,在全站仪进行观测时,照准该球节点容易识别的中心线的位置(见上图-网架轴线监测点布置位置图红线位置),比如连接杆与球连接部位、水平连接杆处中心等。由于人为估算观测有主观因素的误差,因此建议节点的每个连接部位都全数测量取平均值,以减小误差提高可靠性。螺栓球节点由于加工精度高,用连接杆件中心高程代替球节点高程比较合理,对于焊接球节点,由于加工精度较低,建议慎用该方法。变形检测
这种方法如果观测条件不好误差就比较大,一般是不宜采用的,但是由于种种特殊原因,在实际检测中反而是最经常用到。变形检测
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步骤5-确定空间网格结构挠度观测频率及观测周期JGJ8-2016第7.5.2条规定:挠度观测的周期应根据荷载情况并结合设计及施工要求确定。按设计及施工要求的一般规定,空间网格结构挠度观测频率及观测周期可按跨度区分如下:变形检测
钢网架结构安装工程网架挠度检测1)大跨空间网格结构
对于跨度大于60m以上的大跨度空间网格结构,应按《建筑与桥梁结构监测技术规范》GB50982-2014要求的施工期间监测或是使用期间监测的观测频率及观测周期。大跨度空间网格结构的挠度测量不在本教程讨论之内,因为有监测要求的挠度测量方法与测量精度都要高,参见《建筑工程施工过程结构分析与监测技术规范》JG/JT302-2013。变形检测
2)中小跨度网架结构
跨度小于60m以下中小跨度网架结构的挠度观测周期和频率,没有特别要求的,应按GB50205-2001的规定,在网架结构总拼(安装)完成后观测一次,屋面工程完成后再观测一次,总观测次数为两次。变形检测
3)中小跨度网壳结构
网壳结构挠度观测的观测频率,按《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010第6.11.3条规定“空间网格结构安装完成后,应对挠度进行测量”。除非设计要求另有规定,网壳结构的挠度值可在屋面工程完工后观测一次就可以了。其实本条规定也是适用于网架结构的挠度观测频率的,主要是看设计要求是按什么规范。变形检测
变形检测
测量术语基准点:为进行测量而布设的稳定的、长期保持的测量点,根据变形测量的类型,可分为沉降基准点和位移基准点。
——《建筑变形测量规范》JGJ8-2016
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