之后,特别是20世纪90年代以来,高层、高层建筑不断出现,一幢幢摩天大楼拔地而起、负势竟上。各式各样的“地标建筑”在区域高地上竞相绽放,气势恢宏的“造山”运动正从大城市向中小城市扩张。
在中国,10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时,称为层建筑。高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异,高层建筑的结构要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力。
因而,对高层建筑开展形变监测,是确保高层建筑质量和安全的根本。
高层建筑发生形变的原因?
主要是由两方面的原因引起的。
1、自然条件变化,即建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等发生改变。
2、建筑物本身的原因,即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式及动荷载的作用。此外,由于勘测设计、施工以及运营管理工作做得不合理,也会引起建筑物产生额外的变形。
高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
01 水平力是主要控制荷载,在低层和多层建筑结构中,通常以竖向荷载控制结构设计;而在高层建筑结构中,水平荷载起着决定性作用,特别是风荷载和地震作用。
02 侧向变形为控制指标,与低层和多层建筑结构不同,结构侧向变形成为高层建筑结构的关键指标。随着建筑结构高度的增加,水平荷载作用下的侧向变形增大。因此不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗侧刚度,使结构在水平荷载作用下产生的侧向变形控制在安全范围。
03 抗震性能要求高,对于高层建筑结构,除要满足正常使用时的竖向荷载、风荷载以外,还需具有良好的抗震性能。
高层建筑物监测包括那些?
包含基坑监测、建筑物动态变形监测、建筑物沉降监测、建筑物疲劳监测等。
能监测什么东西?
1. 了解建筑物的慢速的沉降是否均匀平稳;
2. 实时动态监测建筑物的动态变化,包括摆幅、倾角、扭曲;
3. 了解建筑物是否具有竖向的压缩变化;
4. 辅助分析建筑物频谱;
5. 设置偏移预警值,必要时可以报警。
高层建筑的结构健康监测内容主要有:
01 环境与荷载监测,主要包括温度、湿度、雨量、风荷载、地震等;
02 变形监测,主要包括垂直度、水平度、水平位移、竖向位移、基础沉降等;
03 应力监测,主要包括混凝土应力、钢筋应力、钢结构应力等;
04 振动监测,包括结构关键位置的水平和竖向加速度,高层建筑在风荷载和地震作用下的结构振动和动力特性是运营阶段的监测。