绿地中心主塔楼结构健康监测内容

绿地中心主塔楼结构健康监测内容武汉绿地中心主塔楼结构健康监测主要包括两个阶段工作：施工过程的监测和运营阶段监测。监测内容主要包括：地震作用监测、风荷载监测、位移监测、加速度监测、温度监测、应变监测、标高监测、倾斜监测和沉降监测。荷载及作用监测地震作用监测通过在塔楼设置两台强震仪获得塔楼的平动地震动输入，以进行地震作用监测。一台强震仪放置于塔楼基础大底板的中央，一台强震仪放置在主体结构顶层的中心，用于自动记录地震在基础以及塔楼顶部的三个分量上的振动。第三台强震仪可放在周边的自由场上。如果该地区自由场上已布置强震仪，且可以根据需求提取得到数据，可以考虑共用自由场的强震仪，这样可以合理利用资源。地震作用监测应与结构的地震响应监测相结合，以建立起有效的荷载-响应关系，以及地震作用后结构的损伤识别及健康性态评估。风荷载监测布置风速监测传感器获得塔楼顶部不同方向的来流风速和风向数据。至少共配备2台风速仪（一台机械式，一台超声式）进行风速的监测。在建筑立面，应考虑沿建筑高度方向均匀设置适当数量的风压测量装置。风荷载监测应与结构的风致响应监测相结合，以建立起有效的荷载-响应关系，实现施工过程的结构应有姿态判别、强风灾害的预警，以及风荷载作用下结构的损伤识别及性态评估。温度监测观测塔楼环境的温度变化，包括日温度变化和季节温度变化。沿建筑物立面高度设置5个测量区，用以测量不同建筑高度的温度分布与变化；并且测点沿建筑的平面四周布置，用以测量不同建筑立面情况下的温度分布与变化。结构响应监测位移监测结构位移监测拟在塔楼主体结构的中心布置二个全球定位系统（GPS）。用于监测主体结构在风荷载以及可能产生的地震作用下的水平位移绝对值。沿塔楼高度方向，在关键楼层处布置倾角仪，用于监测房屋中心点处的水平位移，因此应布置在核心筒连续的竖向墙体上。同时结合加速度仪的布置，可以得到结构整体的实时响应，实时掌握结构的整体性状。加速度监测结构动力特性是反映结构性状的一个最重要、最直接的性能指标。在关键楼层布置加速度仪不仅可以获得结构的自振周期、频率以及阻尼，而且可以实时记录结构在风荷载、地震荷载作用下结构的反应。对于超高层建筑，前5阶反应及前15阶模态是最为重要的。因此，动力响应传感器数量及布置应能获取使用阶段状态下结构的前五阶X向平动、Y向平动和前三阶扭转，不少于15阶模态的周期、振型和阻尼比。应力应变监测测量塔楼关键构件的应变，关键构件包括：伸臂桁架和环带桁架的关键部位的上弦、下弦和斜腹杆典型层巨柱的钢骨、钢筋和混凝土，交叉斜撑与巨柱相连的应力复杂部位典型层核心筒的角部暗柱、核心筒内埋钢板和混凝土的关键部位典型层的角部暗柱钢骨、墙身钢筋和混凝土巨柱间的交叉斜撑特殊楼层的水平桁架、梁穹拱及塔冠钢结构结构及构件状态监测标高监测在施工阶段，应采用适当的补偿技术修正建筑的初始楼面标高，使得最终的楼面标高与设计标高相一致，楼面标高补偿技术采用预测的方式进行。一方面，通过考虑材料时变效应的分析技术预测包括收缩徐变和基础沉降的长期变形量，以及结构竖向恒载引起的变形量，并在施工阶段楼面标高预留80%的长期变形量作为标高补偿；另一方面，通过对楼层施工时的楼面标高的监测，可以获得当前楼面标高的实际值。垂直度监测为准确了解和控制塔楼的垂直度，应对施工各阶段塔楼的倾斜度进行监测；且在布设垂直度监测网络时，应保证基准点的稳定性，并选择代表性的塔楼倾斜度监测点。沉降监测为准确了解和控制塔楼的沉降，各阶段应对塔楼的沉降进行监测。监测测点分区根据武汉地区的累年年各风向频率及其平均风速和最大风速图，如REF_Ref388988021\h图5.41，可知，东北方向的最大风速，平均风速以及风向频率都较大。而且武汉位于中国的中部，北半球地区建筑物南面属于朝阳面，在监测过程中需要考虑到西晒的因素。综上，在进行结构健康监测时，考虑结构的形式，将武汉绿地中心主塔楼的平面划分为六个区，A1、A2、B1、B2、C1、C2，具体分区如下REF_Ref388988075\h图5.42所示。在进行测点布置时，综合考虑风速、风向以及温度分布等的影响，选择A1区为应变重点观测区，测点尽量完满，其它分区适当减少测点；选择C1区为温度分布重点观测区，测点尽量布满，其它分区适当减少测点。图5.4SE