高层建筑物变形监测技术以及发展趋势

　　这篇建筑工程师论文发表了高层建筑物变形监测技术以及发展趋势，随着我国经济的飞速发展，土地成为稀缺资源，土地价格迅速上涨，“地王”不断出现。为了保证建筑物的正常运行和使用，避免因建筑物损伤造成经济损失以及人员伤亡，论文对数据进行分析从而判断建筑物的安全性。

　　关键词：建筑工程师论文,高层建筑物;变形观测;水准测量

　　1 高层建筑物变形监测的意义

　　为提高土地利用率，建筑物的高度逐渐上升，地标性高层建筑物如雨后春笋般地出现在我们的视野里。高层建筑物因荷载较大，高度较高，更容易受到外部因素影响，建筑物产生不均匀的沉降的可能性加大。如果建筑物的不均匀沉降超过允许值，就会影响建筑物的使用，是指引发灾害，导致建筑物报废，造成生命安全和财产损失。为了监测建筑物的安全性能，必须对高层建筑进行变形监测，以便及时掌握高层建筑物的形态变化，这对建筑物的安全监控具有重要意义。

　　2 高层建筑物变形监测发展趋势

　　由于监测的特殊性，每次建筑物的變形监测过程中不允许中断，监测仪器要求也越来越高，而且各项监测数据要及时可靠又能实时采集，传统的测量方法、测量设备和数据分析方法已经无法满足当前的建筑物监测需求。监测技术由传统的点、线监测模式逐步向点、线、面结合的空间立体监测模式转变，由人工跟踪监测向全自动监测转变。在数据分析方面，各种模型的引入，弥补了传统的数据分析模型，使建筑物各个应力变化鲜明的表现出来。

　　随着对建筑物安全性要求的提高，业主方对变形监测的精度要求也在不断提高，推动着变形监测技术也在不断向前发展。1990年代以前，变形监测以采用常规地面测量方法为主，以倾斜测量、准直测量和应变测量等方法为辅。这些监测方法测量过程简单、能够实现自动化测量，但是无法反映出建筑物整体的变形信息。

　　2000年以来，近景摄影测量，尤其是数字摄影测量技术在变形监测中开始应用，其监测精度可达到mm级，在高层建筑物及滑坡等变形监测中都有成功范例。GPS在山体滑坡、水库大坝、采矿区地面塌陷和地壳形变等的监测上，也得到广泛应用。同时，3S技术的相互集成融合逐步成熟，从技术上为研究和分析形变信息之间的相互作用提供了支撑。因此，基于3S融合的变形监测系统，是变形监测技术的一个重要研究方向。另外，测量机器人正成为高层建筑物自动化变形监测的首选设备。

　　3 变形监测数据分析

　　变形观测的最终目的是对可靠详尽的变形数据进行分析，判断建筑物的安全性。因此，对于大量的零乱的原始观测数据，必须先进行数据处理。通过平差处理，进一步削除偶然误差，剔除系统误差。对处理后的数据进行分析，判断建筑物是否发生变形，建立起变形与时间、质量、风速、日照等因素之间的关系，以采取适当的措施控制建筑物的变形发展。

　　3.1 观测数据处理

　　每次观测结束后，依据测量误差理论和统计检验理论对预处理后的原始数据利用电脑Excel表格计算处理，计算监测点的沉降量累积和高程计算。各监测点与本点首次观测时的沉降量Δh之间的关系式为：Δh=H1-Hi。

　　式中：H1表示监测点首次观测高程;Hi表示该监测点本次(i次)观测高程。

　　监测点的变动分析是基于以稳定的基准点作为起始点而进行的计算。分析处理后可以比较出监测点的沉降趋势，当有监测点变形量出现异常变化时，既要分析观测本身是否错误，也要及时对基准点的稳定性进行监测分析，结合现场巡视，全面的总结沉降原因，确定是否真实变形。必要时根据格拉布斯数值表舍弃一些误差较大的观测值。

　　3.2 监测点的沉降量

　　根据沉降观测规范，某点的下沉速度可按下式计算：

　　V=(Hi-Hi-1)/ΔD

　　式中：Hi、Hi-1分别表示i次和i-1次观测e点的下沉值;ΔD 表示两次观测的间隔天数。

　　当最后100天，沉降速率V<0.01～0.04mm/d时，根据《建筑变形测量规范》规定，可以认为该建筑物的沉降进入了稳定阶段。

　　3.3 沉降监测表以及沉降量时间折线图

　　以监测时间段为x轴，以沉降变化量为y轴建立直角坐标系，绘制监测点沉降量与时间关系变化曲线图并计算监测点最后100d的沉降速率，判定监测点是否达到稳定状态(如表1，表2，图1)。

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