高層建筑物整體變形監測及分析方案

摘要：隨著社會的進步和發展，我國建筑行業也在不斷的壯大，加之目前可利用的土地面積越來越小，而需要的土地面積增加，所以，我國涌現出了一大批的高層建筑物。高層建筑存在著結構負荷大的情況，這會直接影響著建筑的穩定性，因此，對高層建筑物整體變形監測及分析方案進行研究是有重要意義的。

關鍵詞：高層建筑物；整體變形監測；分析方案

隨著高層建筑物的高度增加，進行整體變形的監測工作顯得更加重要，但是進行整體變形監測是一項極其復雜的任務，受到空間以及結構的阻礙，高層建筑物的整體變形監測出現了諸多的問題。基于此，建筑行業必須要對高層建筑物整體變形監測的方案進行研究，提升監測的效率與準確度，結合實際情況，采用最為合適的監測方式，并對現有的監測方案進行優化，保證高層建筑物的穩定安全。

1、高層建筑物的整體變形監測

1.1對建筑項目的實施過程進行監測

首先不同的建筑物應當選擇不同的監測設備并制定不同的監測方案，對于制定的方案還要進行論證，對選擇的設備進行檢查，保證設備數據的準確性。其次，我國有專門的建筑物變形監測標準，在進行實際監測工作時，要確保每個流程都符合國家要求，監測結果要具有可靠性。最后，將高層建筑物的各項監測數據進行分析，并與建筑物的整體狀態相結合，保證得出的監測結果是科學的、合理的[1]。由此可見，進行高層建筑物的整體變形監測時，最為重要的就是各項參數的精確度與解析模型的可靠性。

1.2選擇合適的監測工作時間

高層建筑物產生變形問題絕大多數是因為外部因素影響的，尤其是溫度和風力，極容易造成建筑物的變形情況。在監測工作的時間選擇上，要盡可能的選擇影響因素較小的時間，防止由于外部因素造成監測結果的不準確。但是對高層建筑物進行溫差以及風振產生的變形監測時不需要對外部影響因素進行規避[2]。

1.3選擇合適的監測器械

進行高層建筑物的監測不是一個長時間的工作，也就是不會經常使用進行變形監測的器械，一般情況下，不使用的器械都會存放在倉庫內，工作環境的溫度與倉庫的溫度不同，存在一定的差異，所以監測器械的精度會受到影響，導致監測結果出現嚴重的偏差，因此在進行高層建筑物的變形監測時，一定要考慮監測設備容易造成的影響。在進行實際監測操作之前，可以先將設備靜置一段時間，減少外部環境對設備造成的影響，從而保證變形監測結果的質量[3]。

1.4對變形監測的線路進行安排

想要準確的監測高層建筑物的各項數據，應當對監測線路進行合理安排，準確把握儀器的監測擺放位置以及工作人員的具體安排。盡可能的實現在不同周期的同一監測點的監測位置相同、監測線路一直、監測人員不更改，減少各種容易對結果產生影響的因素出現。

1.5認真進行監測記錄的撰寫

監測記錄的撰寫對于監測數據的分析意義極大，如果監測的數據記錄出現偏差，容易導致監測結果的分析出現錯誤，影響監測的根本目的，高層建筑物會產生安全隱患。影響監測結果的因素有很多，在進行記錄時，要將所有影響因素進行記錄，保證監測結果的正確。

2、高層建筑物整體變形監測分析方案

2.1構建相應的解析模型

2.1.1構建曲線模型及平面模型

首先，每個檢測面上應該設定n個監測點作為起初監測點，同時建立一個a，b，c三維坐標系，獲取一個精準的回歸平面。回歸平面有一個專門對應的法向量，之后對軸向的夾角進行確認，這個夾角表示著建筑物模型平面的傾斜情況，得到代表傾斜程度的數值，這些都是顯示監測結果的分析參數。對于解析模型的每個面都可以搭配相應的回歸平面來進行分析，從而對建筑模型中找到建筑總體的傾斜程度。如果要對建筑物整體的沉降進行確認，首先需要找到平面重心，將高層建筑物的整體位移以及位移走向進行解析[4]。

2.1.2辨識精確的高層建筑物整體形變

在某一種狀態下，進行模型的構建時雖然擬定了相應的回歸平面，但是卻無法辨識精確的高層建筑物整體形變。出現這種問題的主要原因是回歸平面模型的靈敏性不強，無法根據監測的數據保持靈敏性。所以有必要進行規程的預設，以此來起到對回歸方程進行判別的作用。回歸效果與監測點的坐標、重心都有著直接的關聯，從根本上來看，回歸效果的表現為散度，對監測狀態進行精確的展現。如果將縱向散度進行了改變，就一定會帶來法向量的改變，這種改變不可過大，也不可過小，只有變量的數值合適，才會有更加真實合理的特征參數。通過反復的測定，設定一個最合適的靈敏度，靈敏度的數值確認需要注意各種要素，起初的監測點越多，得到的回歸效果就會越精準。

2.2擬定分析方案

2.2.1對沉降變形情況進行解析

監測面上已經擬定了一個重心坐標，這個坐標因為會隨著時間而變化，所以可以被設定為一個函數。高層建筑物具有一定的彈性，所以對于函數表現出來的變化規律要統一。設定的變化函數直接決定著建筑物整體在各個時間段內發生的沉降情況，不同的平面會顯現出不同的沉降規律。

2.2.2對建筑物水平的位移進行解析

水平位移的設定包括絕對位移和相對位移兩方面，其中，絕對位移的差值代表著某一個特定的時間段內，重心坐標與起初坐標之間的差值。相對位移代表雙重坐標的差值。在這個基礎上，監測面的特征表示了高層建筑物的整體位移，沉降在不同的層面上關系著區段的位移情況，通過擬合曲線，有效的解析了高層建筑物的水平位移[5]。

2.2.3對建筑物沉降的變形進行解析

重心坐標與時間有直接的關系，其中包括可以變更的函數，如果對彈性體進行了設定，這種變更大體上是相同的，可以明確的反映出建筑物整體的沉降，針對于建筑物構建模型的不同面，函數變更的規律明顯的表現出彼此之間存在的差異，同時反映著建筑物彈性的形變。

2.3選取合適的解析實例

在進行高層建筑物整體形變監測工作時，應當選取一個合適的實際進行解析。例如選取一個30層的建筑物，對其整體的形變進行測量。首先在該建筑物的第五層和第二十層進行了監測點的確定，主要設立在砼立柱表層。在三層之內，構建一個初始監測面，對砼立柱進行序號的設定，以便布置更為精準的監測點。之后可以得到以下坐標（9.6，4.9），可以對建筑物整體的位移量進行監測，并確認各個參數的靈敏度，根據沉降量隨著時間出現的變化進行擬合關系的構建。與實際監測得出的數據相對比可以發現，回歸參數是更為接近正確數值的，基本上不會產生偏差。因此，靈敏度最為合適的數值為2.5。建筑物監測面實際的沉降量也與描繪出來的曲線相吻合，可以清晰的表現出建筑物的沉降總量。在夏季，擬合曲線表現出來較大的沉降量，由此可知，溫度的變化會給建筑物帶來較大的伸縮形變，該時間段內，建筑處于活躍形變狀態。高層建筑物上選擇出來的點位有著一定的形變，就表示著建筑物在各個時段內存在緩慢變形的現象。在進行形變監測的過程時，在模型軸線上，必須要增加一定的站點，這使工作人員的工作量龐大，為了減少工作人員的工作量，可以先對主軸進行監測，之后根據圖紙的尺寸進行其余軸線的測定。

結束語：高層建筑物隨著社會的發展越來越多的出現在人們的視線中，因為其本身具有的特殊性，極容易產生整體形變的現象，所以進行有效的變形監測很有必要，工作人員要根據建筑本身的特點，采用合理的監測方式，并對監測結果進行綜合分析，從而有效的保證高層建筑物的安全穩定。

參考文獻：

[1]李川寧. 高層建筑物整體變形監測及分析方案[J]. 城市建筑， 2015，（36）：164.

[2]王銀平. 高層建筑物沉降變形監測分析[J]. 江蘇建筑， 2014，（3）：37-38.

[3]丁寧， 孫英君， 崔健，等. 高層建筑物變形監測數據處理與分析[J]. 測繪科學， 2011， 36（5）：93-94.

[4]梁柱信. 論高層建筑物的變形監測與精度分析[J]. 中國新技術新產品， 2012，（4）：183.

[5]王武， 李忠臻. 高層建筑的變形監測分析[J]. 現代裝飾：理論， 2014，（7）：144-144.