大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法

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1、大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法鐵道建筑RailwayEngineeringDecember,2006文章編號:1003.1995(2006)12.0096.03大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法李錦城(廣東工業(yè)大學建設學院,廣州510000)摘要:介紹一種通過測量視線與水平視線高差的方法,精確測定大跨度鋼結構屋架撓度變形.在監(jiān)測過程中采取一定的措施,使全站儀的測角精度《2s時,變形點的高

2、差測量精度能達到二等水準測量精度,能滿足《建筑物變形測量規(guī)范》中撓度變形監(jiān)測的精度要求.關鍵詞:屋蓋桁架撓度變形觀測精度中圖分類號:TUI98.6文獻標識碼:B現(xiàn)代大跨度場館的屋蓋設計中,大都采用鋼結構桁架,由于跨度大,鋼結構桁架將會產(chǎn)生不容忽視的撓度變形.因此,鋼結構桁架在安裝及使用過程中,須及時監(jiān)測其撓度的變化情況,分析鋼結構的安全穩(wěn)定性,以便及早發(fā)現(xiàn)問題,及時采取有效補救措施,避免事故的發(fā)生.由于大跨度鋼結構屋架結構的特殊性.用二等水準測量方法測定其撓度,往往難以實現(xiàn),有的只好貼反射片.但反射片對油漆防銹施

3、工有一定影響,還可能引起銹蝕,業(yè)主往往不同意貼反射片監(jiān)測的方法.本文通過工程實例,介紹一種通過測量視線與水平視線間的高差,精確測定大跨度鋼結構桁架撓度變化的方法.實際應用和理論分析證明,該方法能達到二等水準測量精度,能滿足《建筑物變形測量規(guī)范》中撓度變形監(jiān)測的精度要求.l工程概況某大學體育中心體育館屋蓋采用雙向正交平面桁架.工程按照國家現(xiàn)行有關規(guī)范,規(guī)程,建設標準進行設計和施工.體育館屋蓋耐火等級為一級,采用薄型防火涂料,耐火極限為2.0h.工程抗震措施采用設防烈度為6度,設計基本地震加速度為0.05g;基本風壓

4、.=0.55km/m,地面粗糙度為B類;體育館屋蓋上弦恒載1.0kN/m,活荷載0.5kN/m.,下弦恒載為0.2kN/m.屋蓋雙向正交平面桁架跨度尺寸66.1mX66.1m,見圖1.依據(jù)設計院設計要求及《網(wǎng)架結構設計與施工規(guī)程》(JGJ7—91)要求,應對體育館鋼屋架進行撓度變形監(jiān)測,測點布設見圖1.2撓度變形監(jiān)測及精度分析2.1基準控制網(wǎng)布設_/‘Nr,,看臺×1的JZI～JZ6點),使其構成基準點觀測網(wǎng).如果看臺結構物整體均勻下沉,對于撓度變形觀測來講不會產(chǎn)生影響.但是,若基礎結構發(fā)生不均勻沉降,基準點相

5、對于變形點的高差將發(fā)生變化.因此,在每次撓度變形觀測前,先對基準點進行精密水準測量,通過平差求得各基準點的高程,以便利用這些基準點準確測得各變形點撓度的變形值.基準點采用直徑約1cm,長約10cm的不銹鋼條且頂部刻有十字,沖擊鉆打孔后用環(huán)氧樹脂粘合于看臺上,確保其穩(wěn)固.2.2觀測點布設根據(jù)設計要求,在體育館屋蓋桁架3XC軸,4XE軸,5XD軸,6xF軸下弦交點處(屋蓋桁架底部梁2006年第l2期大跨度鋼結構屋架撓度變形監(jiān)測方法97上),布設4個撓度變形觀測點(如圖1中的1,2,3,4點).變形觀測點采用自制的邊長

6、14.1cm的正方形鋼板,沿對角線兩邊噴黑與白的油漆,使黑白分界線垂直地面焊接在梁上,讓每邊的三角形頂點(a,b,C)在上下方向的垂直距離為10cm(見圖2).圖2變形觀測點標志圖2.3測量方法1)測量精度要求《建筑物變形測量規(guī)范》中要求變形點單程高差觀測中誤差m=±0.7mm.2)基準控制網(wǎng)測量每次撓度變形觀測前,先對基準點進行精密水準測量,再用高精度全站儀測量各基準點的坐標和兩點之間的距離,高差,經(jīng)平差后得出各點的高程和距離,確定基準點的基本參數(shù)后,再進行撓度變形觀測點的觀測.每次用全站儀觀測基準點高差變化,

7、再用精密水準儀進行校核測量,檢驗全站儀精度的變化及氣象條件的改變對全站儀高差測量精度的影響,求出可能的修正值,確保全站儀高差測量的精度要求.3)撓度變形觀測的方法首次觀測時,在變形點上精確安置反射鏡,在基準點上用全站儀測定每一變形觀測點與基準點之間的高差和水平距離,經(jīng)平差解算出各點的高程和相對于各基準點的水平距離,作為以后每次變形觀測比較的依據(jù),以后要定期進行檢測.這種觀測精度要求較高,規(guī)范要求必須連續(xù)進行兩次觀測,互差小于限差時取其平均值作為最后結果.圖3撓度變形觀測方法示意圖撓度變形觀測時,在一基準點上安置全

8、站儀,精確對中,嚴格整平,在另一基準點上安置帶有對中桿的三腳架和反射棱鏡,精確對中和整平.首先觀測測站點(基準點)到鏡站點i(基準點)的斜距.s.及豎直角a (見圖3),可按(1)式計算出鏡站水平視線相對于鏡站點地面標志的高差.Ah.=D.tana+(1一K)D/(2尺)+b(1)(1)式中a為視線i與水平線之間的豎直角,b為反射鏡高,為大氣折光系數(shù),尺為地球的平均曲率半