回归平面在高层建筑变形监测中的应用.pdfVIP

杨育丽等：回归平面在商层建筑变形监测中的应用 圈 回归平面在高层建筑变形监测中的应用 杨育丽 ，党星海 ，魏玉明。 (兰州理工大学 土木T程学院。 兰州 730050) 【摘 要】 对高层建筑物进行变形监测对保证其寿命及安全性是非常重要的，针对高层建筑物变形监测问 题，本文阐述了采用GPS和全站仪相结合的监测方案，提出了用回归平面模型进行建筑物整体倾斜变形分析的方 法 ，并结合实例说明了监测方案和模型的可行性。 【关键词】 高层建筑物 ；变形监测 ；GPS；回归平面模型 【中图分类号】 TU973．2 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001-6864(2011)o5-0023—03 为确保高层建筑物的安全使用，需要进行长期 的精密 为中央子午线和基准点平面坐标进行二维约束平差；④ 以 变形监测 ，以确定其变形状态。高层建筑物结构体型的复 基准点的监测坐标系下的坐标及其方位作为已知数据 ，将 杂化造成了不利的监测环境 ，而施工工艺的改进对形变监 监测点平面坐标转化成监测坐标系下的坐标；⑤根据监测 测工作提出了快速、高精度的要求…。本文针对高层建筑 点监测坐标系下的坐标，求出方向余弦矩阵中各元素，计算 物变形监测问题，阐述了采用 GPS和全站仪相结合的监测 出转轴单位矢量和转角 J。 方案 ，提出了用回归平面模型进行建筑物整体倾斜变形分 2 建筑物变形监测分析模型的建立 析的方法。 建筑物变形监测内容一般有沉降监测、水平位移监测 1 变形监测方案 和倾斜变形监测，其分析的传统方法多局限于离散监测点 (1) 控制点的布设 ：控制点应建立在稳定 区内的地 的位移分析。建筑物变形监测数据处理的传统做法，就是 面上和较低的建筑物上，最好是同一观测 网中的不同点，具 通过比较测点不同期测量结果，获得建筑物的沉降量、水平 体数量根据观测需要而定 ，它们 的坐标可以是 以被监测建 移动量和倾斜变形量 ，其 中倾斜变形量必须 由倾斜观测点 筑物主轴线建立的局部坐标系下的坐标。 不同期测量结果计算而得，也就是说必须专门设倾斜测点， (2) 监测点的布设 ：监测点位置的选取应注意 以下 进行倾斜观测，方可得到建筑物倾斜变形量 J。 两点：①能反映建筑物整体形变模型要求的特征；如建筑物 本文介绍一种利用回归平面来确定建筑物倾斜变形量 回归监测面几何轮廓 的边点和角点；②易于与基准点或参 的新方法。该方法是利用布设在建筑物基础上或建筑物墙 考点形成较好的观测 图形结构 ，且便于观测和保存 J。监 体上的近似位于一个平面上的沉降观测点坐标(，Y，z)，来 测点的观测方法视回归平面选择位置而不同，在楼顶面宜 确定一个回归平面即特征平面，一期观测数据就可得到一 采用GPS测量 ，在基础面宜采用全站仪三维坐标测量。 个特征平面，比较不同期特征平面的特征值，就可求 出建筑 (3) 监测面的布设 ：监测点应分层设置组成监测面， 物倾斜变形量和分析建筑物的局部变形特征。这些倾斜变 高层建筑物一般至少应设置两个监测面。其一为基础监测 形量和变形特征完全能够反映建筑物的整体倾斜状态 ，即 面，即设置在建筑物的基础或地面第一层上，用于监测建筑物 倾斜角大小和倾斜方向，从而可以代替传统的倾斜观测，是 底部的水平变形和沉降变形 ，且可确定建筑物基础几何中 一 种可靠、经济的好方法 。 心的坐标变化；其二为整体形变监测面，用于确定建筑物的整 2．1 确定 回归平面 体形变状态，即用形变模型刻画。每个监测面的监测点尽量 设在建筑物基础或墙体上埋设有^个沉降变形观测点