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房屋建筑结构变形监测工作中的主要问题分析

房屋建筑结构变形监测工作中的主要问题分析

作者:tsansan.com    发布时间:2018-06-05 09:05

  房屋建筑结构在施工过程中会因施工材料特性、施工方法和构件结构设计等原因出现一定误差,需要通过变形检测等手段进行检验和修正;房屋长时间使用的过程中,也会因气候或构件缺陷、材料老化等原因导致微小变形的出现,需要通过变形监测的手段予以发现并提前预防灾害的发生。但房屋建筑结构即使出现变形,其变形幅度也十分微小,非专业检测手段根本难以发现,这就对房屋建筑结构变形检测工作造成了极大的困扰。因此,监测和诊断超房屋结构的健康状况,及时发现结构损伤,对可能出现的灾害进行预测,评估服役结构的安全性、可靠性、耐久性和适用性具有非常重要的现实意义此。

房屋结构变形监测

  一、房屋建筑结构变形监测内容

  1.房屋建筑结构变形监测

  从20世纪90年代以来,房屋建筑结构变形监测手段的硬件和软件迅速发展,监测范围不断扩大。其主要监测内容有沉降监测、倾斜监测、裂纹监测等。

  2.基坑工程周围环境监测

  在城市建筑密集地区施工,不仅要求保证房屋建筑本身的安全性,还必须保证邻近建筑的安全使用。在基坑开挖以及以后的施工过程中,由于地下水位下降、荷载增加以及其它一些不确定因素,必然引起周围环境变化,这在工程中称为基坑工程环境效应。在基坑工程中,必须对周围的房屋建筑进行安全监测,以确保其安全使用,其中主要是对房屋建筑进行沉降观测和倾斜观测。

  二、房屋建筑结构变形检测特点

  由于沉降监测在土木工程起初主要应用于桥梁结构上,形成的桥梁的监测理论是基于欧拉梁的形式,如曲率模态,它只考虑了弯曲变形的影响房屋建筑结构体系一般采用筒中筒、框筒、框剪结构,因此在侧向荷载作用下,还需要考虑剪切变形的影响。直接将桥梁监测理论应用于房屋建筑还需要进一步探讨。

  不同于桥梁或普通建筑,房屋建筑结构(尤其是超高层结构)具有非常大的高度,风荷载往往成为结构的控制荷载。在侧向荷载作用下,房屋建筑结构的水平位移过大容易引起结构损坏或失稳,从而影响结构的可靠性和安全性。因此,对房屋建筑结构的水平位移监测与控制是房屋建筑变形监测的重要内容。以往桥梁或普通建筑位移监测主要使用加速度传感器、激光全站仪或位移计,但由于房屋建筑独特的结构体系、动力特性和周边环境,这些方法一定程度上应用于房屋建筑结构还不太成熟,水平位移监测相对比较难。目前,还未有成熟的理论和技术来监测房屋建筑结构的水平位移。

  三、观测周期的确定

  房屋建筑结构变形是一个渐变过程,是时间的函数,而且变形速度不均匀,但变形观测次数是有限的,因此,合理的选择连续观测的周期,正确分析变形结果是确保房屋建筑结构自身安全的重要因素。变形观测从房屋建筑施工开始,到停止使用结束,贯穿整个过程,相邻两次变形观测的时间间隔就是一个观测周期。

  对于沉降观测,从分析变形过程出发,变形速度值比变形绝对值具有更重要的意义。对于倾斜观测,房屋建筑主体倾斜观测的周期,可视倾斜速度,一般每1~3个月观测一次,若由于基础附近大量堆放或卸载等导致倾斜速度加快时,应及时增加观测次数。另外,应避开强日照和风荷载较大的时间段,以免使测量误差过大而影响观测分析结果的真实性和可靠性。水平位移观测的周期,对于不良地基土地区的观测,亦可与沉降观测协调考虑确定;对于受基础施工影响的相关观测量,应按施工进度的需要确定,可每天或隔几天观测一次,直至施工结束。

  四、房屋建筑结构变形检测常用方法

  变形监测目的是为了实时的了解房屋建筑的变形情况,确保房屋建筑的安全使用,就静态变形监测而言,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。

  1.房屋建筑沉降监测方法

  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。一般房屋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。

  2.倾斜监测方法

  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。对于房屋建筑上部的倾斜观测,传统的测量方法包括经纬仪投点法、全站仪坐标测量法等等,在实际工程中常采用回归平面法。

  3.水平监测方法

  水平位移观测根据房屋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;房屋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。

  4.裂纹监测方法

  当基础挠度过大时,房屋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。

  五、结束语

  房屋建筑结构具有不同于桥梁结构的特殊性,因此,在房屋建筑结构变形检测的过程中不能照搬桥梁结构变形检测的方法和设备,应针对房屋结构本身的特定作相应的调整。但是,对与桥梁结构变形检测过程中的一些成熟的经验,在房屋建筑结构变形检测过程中可以借鉴和参考。另外,我们应积极学习国外先进的房屋建筑结构变形检测技术,探索并建立起一套符合我国建筑结构特点和气候特点的,完善的房屋建筑结构变形检测体系。

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