CN105466366B - 超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种超高层框筒建筑结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法,控制主机、连接于所述控制主机的外框测高组件以及内筒测高组件,所述外框测高组件包括设于超高层框筒建筑结构外部的测高设备、设于基础参考点的第一棱镜及沿所述外框架四周均分布置的多个第二棱镜,所述控制主机通过测高设备计算得到多个第二棱镜的绝对标高值;所述内筒测高组件包括设于外框架上的至少一第一静力水准仪及沿所述内核心筒四周均分布置的多个第二静力水准仪,其中,一个第一静力水准仪与一个第二棱镜均布置于预设的共用测点。本发明不仅能有效准确监测建筑结构竖向绝对变形及差异变形,而且其使用方便、操作简单、节省人工,提高了施工的工作效率。

Description

超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法
技术领域
本发明涉及建筑施工监测技术领域,特别涉及一种超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法。
背景技术
在超高层框筒建筑结构施工中,各层结构的绝对标高能否达到设计所要求的高度关系到整个建筑的美观及安全。另外,外框架和核心筒的竖向变形差对结构构件和非结构构件均有不利影响,例如,该竖向差异变形会导致水平构件产生附件应力和倾斜、墙体开裂以及电梯受损等,因此,在超高层框筒结构的施工中,需要进行外框架和核心筒的竖向差异变形进行监测和补偿,以保证建筑结构的安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法,不仅能有效准确监测建筑结构竖向绝对变形及差异变形,而且其使用方便、操作简单、节省人工,提高了施工的工作效率。
为达到上述目的,本发明提出了一种超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,所述超高层框筒建筑结构设置有多个监测楼层,每一监测楼层包括外框架及设于外框架中的内核心筒,所述监测装置包括:控制主机、连接于所述控制主机的外框测高组件以及内筒测高组件,所述外框测高组件包括设于超高层框筒建筑结构外部的测高设备、设于基础参考点的第一棱镜及沿所述外框架四周均分布置的多个第二棱镜,所述控制主机通过测高设备计算得到多个第二棱镜的绝对标高值;所述内筒测高组件包括设于外框架上的至少一第一静力水准仪及沿所述内核心筒四周均分布置的多个第二静力水准仪,其中,一个第一静力水准仪与一个第二棱镜均布置于预设的共用测点,所述内筒测高组件还包括设于每一监测楼层且连接于控制主机的静力水准仪采集模块,所述静力水准仪采集模块用于采集所述第一静力水准仪及第二静力水准仪的测量数据,所述控制主机根据所述测量数据计算得到多个第二静力水准仪的绝对高度值,以及根据第二棱镜的绝对高度值与多个第二静力水准仪的绝对高度值计算得到监测楼层的框筒绝对变形及差异变形值。
另,本发明还提供一种上述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置的监测方法,所述方法包括以下步骤:
步骤S11:通过所述测高设备测量得到多个第二棱镜相对于第一棱镜的相对高度值,所述控制主机根据第一棱镜的绝对高度值及第二棱镜的相对高度值计算得到多个第二棱镜的绝对高度值及共用测点的第一静力水准仪的绝对高度值;
步骤S12:通过所述静力水准仪采集模块采集多个第二静力水准仪相对所述第一静力水准仪的相对高度值,所述控制主机根据第一静力水准仪的绝对高度值以及第二静力水准仪的相对高度值计算得到多个第二静力水准仪的绝对高度值;
步骤S13:所述控制主机根据多个第二棱镜的绝对高度值及多个第二静力水准仪的绝对高度值计算得到监测楼层的框筒绝对变形及差异变形值。
本发明超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法不仅能有效准确监测建筑结构竖向绝对变形及差异变形,而且其使用方便、操作简单、节省人工,提高了施工的工作效率。
附图说明
图1为本发明超高层框筒建筑结构竖向绝对变形及差异变形监测装置的立体结构示意图;
图2为图1中监测层的平面示意图;
图3为图1中监测层的侧视图;
图4为本发明超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
请参阅图1至图3,本发明中,为了监测的方便,在超高层框筒建筑结构100设置多个监测楼层200,具体可以是每隔一定楼层(例如间隔5层,或者间隔6,7,8,9或10层楼)设置一监测楼层200,多个监测楼层200一直设置到顶楼。每一监测楼层200包括外框架201及设于外框架201中的内核心筒202,监测楼层200上每一监测点相对于建筑外固定点在竖向的变化量即为超高层框筒建筑结构100在竖向的绝对变形值;该外框架201各监测点绝对标高的均值与内核心筒202各监测点绝对标高的均值的差,即为超高层框筒结构每一监测层的框筒差异变形值。
本发明提供一种超高层框筒建筑结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,其包括:控制主机1、连接于所述控制主机1的外框测高组件2以及内筒测高组件3,所述外框测高组件2包括设于超高层框筒建筑结构100外部的测高设备21、设于基础参考点的第一棱镜22及沿所述外框架201四周均分布置的多个第二棱镜24,所述控制主机1通过测高设备21计算得到多个第二棱镜24的绝对标高值;所述内筒测高组件3包括设于外框架201上的至少一第一静力水准仪32及沿所述内核心筒202四周均分布置的多个第二静力水准仪34,其中,一个第一静力水准仪32与一个第二棱镜24均布置于预设的共用测点,所述内筒测高组件3还包括设于每一监测楼层200且连接于控制主机1的静力水准仪采集模块36,所述静力水准仪采集模块36用于采集所述第一静力水准仪32及第二静力水准仪34的测量数据,所述控制主机1根据所述测量数据计算得到多个第二静力水准仪34的绝对高度值,以及根据第二棱镜24的绝对高度值与多个第二静力水准仪34的绝对高度值计算得到监测楼层200的框筒绝对变形及差异变形值。
其中,所述测高设备21可设置于超高层框筒建筑结构100外部一定距离的地面上,使得所述测高设备21能够监测到第一棱镜22及所有监测楼层上的第二棱镜24;所述第一棱镜22的基础参考点可选择超高层框筒建筑结构100外部的某一不发生变形的位置,即在超高层框筒建筑结构100之外选取一坐标不发生变化的位置安装上第一棱镜22,作为整个监测的基础参考点,该基础参考点的绝对高度值可预先测量得到。本实施例中,所述测高设备21可以为测量机器人,其可以自动测量第一棱镜22及第二棱镜24的绝对高度值。
本实施例中,同一监测楼层200上多个第二棱镜24、第一静力水准仪32及多个第二静力水准仪34的高度均根据预设理论值设置,即所述第二棱镜24、第一静力水准仪32及第二静力水准仪34的竖向高度基本一致,其中,所述第二棱镜24与第一静力水准仪32、第二静力水准仪34的竖向高度之差一般不超过10厘米,同时该竖向高度之差不大于静力水准仪满量程的10%。
本实施例中,每一监测楼层200中两个第二棱镜24关于外框架1中心呈中心对称布置,两个第二静力水准仪34关于内核心筒202中心呈中心对称布置。
本发明中,在外框架201选择某一位置作为共用测点,在共用测点位置同时安装一个第二棱镜24及一台第一静力水准仪32,即该共用测点的第一静力水准仪32与第二棱镜24的竖向高度相同,由于该第二棱镜24的竖向高度先通过计算得到,以共用测点的第一静力水准仪32的竖向高度为参考,可分别测得各监测楼层的内核心筒202上的多个第二静力水准仪34相对第一静力水准仪32竖向高度的变化量,即可计算得到多个第二静力水准仪34的绝对高度值,以及推算出超高层框筒建筑结构100竖向绝对变形差异变形值。
需要说明的是,本实施例中,所述至少一第一静力水准仪32为一个,其布置于共用测点;当超高层框筒建筑结构100的结构较复杂,建筑的阴阳角变化较大时,所述至少一第一静力水准仪32为两个或更多。
本实施例中,所述控制主机1为计算机,所述控制主机1通过蓝牙方式连接于测高设备21,以控制自动机器人各种操作指令及接收数据,当然,所述控制主机1还可以通过wifi、有线网络、2G/3G/4G等通信方式连接于测高设备21。
本实施例中,所述静力水准仪采集模块36通过数传电台的方式连接于控制主机1,用于接收控制主机1发来的操作指令,并将数据传输给控制主机1。当然,所述控制主机1还可以通过wifi、有线网络、2G/3G/4G等通信方式连接于静力水准仪采集模块36。
请参阅图1至图4,本发明还提供一种上述超高层框筒建筑结构竖向绝对变形及差异变形监测装置的监测方法,所述方法包括以下步骤:
步骤S11:通过所述测高设备21测量得到多个第二棱镜24相对于第一棱镜22的相对高度值,所述控制主机1根据第一棱镜22的绝对高度值及第二棱镜24的相对高度值计算得到多个第二棱镜24的绝对高度值及共用测点的第一静力水准仪32的绝对高度值;
在具体实现时,以第一监测层为例,在进行第一次测量时,可先确认得到第一棱镜22的绝对高度值δ(第一棱镜22安装于坐标固定的位置),然后通过测高设备21测量得到多个第二棱镜24相对于第一棱镜22的相对高度值分别为△H共用测点、△H1、△H2……△HN,即为该多个第二棱镜24监测点的竖向的绝对变形值,并计算得到外框架上多个第二棱镜24位置的绝对高度值分别为△H共用测点+δ、△H1+δ、△H2+δ……△HN+δ;其中,△H共用测点为外框架201上预设的共用测点的第二棱镜24的相对高度值,可预先在外框架201选择一共用测点并在该共用测点上布置上一第二棱镜24及一台第一静力水准仪32。
步骤S12:通过所述静力水准仪采集模块36采集多个第二静力水准仪34相对所述第一静力水准仪32的相对高度值,所述控制主机1根据第一静力水准仪32的绝对高度值以及第二静力水准仪34的相对高度值计算得到多个第二静力水准仪34的绝对高度值;
在具体实现时,在各监测楼层200均布有静力水准仪采集模块36,分别测得各监测楼层200上多个第二静力水准仪34相对共用测点位置处第一静力水准仪32的相对高度值。例如第一监测楼层,以共用测点处位置处第一静力水准仪32为参考点,该监测楼层各第二静力水准仪34的相对高度值为△h1、△h2……△hn,从而计算内核心筒202上的多个第二静力水准仪34的绝对高度值分别为△H共用测点+δ+△h1、△H共用测点+δ+△h2……△H共用测点+δ+△hn;且所述内核心筒202上的多个第二静力水准仪34竖向高度的绝对变形值分别为△H共用测点+△h1、△H共用测点+△h2……△H共用测点+△hn
步骤S13:所述控制主机1根据多个第二棱镜24的绝对高度值及多个第二静力水准仪34的绝对高度值计算得到监测楼层的框筒绝对变形及差异变形值。
在具体实现时,所述控制主机1根据多个第二棱镜24的绝对高度值计算得到外框架201上多个第二棱镜24(共用测点的第二棱镜除外)的绝对高度均值为(△H1+△H2……+△HN)/N+δ;同时,所述控制主机1根据多个第二静力水准仪34的绝对高度值计算得到内核心筒202上多个第二静力水准仪34的绝对高度均值为△H共用测点+(△h1+△h2……+△hn)/n+δ,根据框筒差异变形值的定义,外框架201各监测点绝对标高的均值与内核心筒202各监测点绝对标高的均值之差,即为超高层框筒结构每一监测层的框筒差异变形值,即每一监测楼层的框筒差异变形值△1=(△H1+△H2……+△HN)/N-(△h1+△h2……+△hn)/n-△H共用测点
相比于现有技术,本发明超高层框筒建筑结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法节省了大量人工成本,同时具有使用方便、操作简单、工作效率高等优点。
综上,本发明超高层框筒建筑结构竖向绝对变形及差异变形监测装置及方法不仅能有效准确监测建筑结构竖向绝对变形及差异变形,而且其使用方便、操作简单、节省人工,提高了施工的工作效率。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,所述超高层框筒建筑结构设置有多个监测楼层,每一监测楼层包括外框架及设于外框架中的内核心筒,其特征在于,所述监测装置包括:控制主机、连接于所述控制主机的外框测高组件以及内筒测高组件,所述外框测高组件包括设于超高层框筒建筑结构外部的测高设备、设于基础参考点的第一棱镜及沿所述外框架四周均分布置的多个第二棱镜,所述控制主机通过测高设备计算得到多个第二棱镜的绝对标高值;所述内筒测高组件包括设于外框架上的至少一第一静力水准仪及沿所述内核心筒四周均分布置的多个第二静力水准仪,其中,一个第一静力水准仪与一个第二棱镜均布置于预设的共用测点,所述内筒测高组件还包括设于每一监测楼层且连接于控制主机的静力水准仪采集模块,所述静力水准仪采集模块用于采集所述第一静力水准仪及第二静力水准仪的测量数据,所述控制主机根据所述测量数据计算得到多个第二静力水准仪的绝对高度值,以及根据第二棱镜的绝对高度值与多个第二静力水准仪的绝对高度值计算得到监测楼层的框筒绝对变形及差异变形值;
所述测高设备为测量机器人。
2.根据权利要求1所述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,其特征在于,所述控制主机通过蓝牙方式连接于测高设备。
3.根据权利要求1所述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,其特征在于,所述控制主机通过wifi、有线网络、或2G/3G/4G的通信方式连接于测高设备。
4.根据权利要求1所述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,其特征在于,所述静力水准仪采集模块通过数传电台的方式连接于控制主机。
5.根据权利要求 1所述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置,其特征在于,所述控制主机通过wifi、有线网络、2G/3G/4G的通信方式连接于静力水准仪采集模块。
6.一种如权利要求 1~5任一项所述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置的监测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤S11:通过所述测高设备测量得到多个第二棱镜相对于第一棱镜的相对高度值,所述控制主机根据第一棱镜的绝对高度值及第二棱镜的相对高度值计算得到多个第二棱镜的绝对高度值及共用测点的第一静力水准仪的绝对高度值;
步骤S12:通过所述静力水准仪采集模块采集多个第二静力水准仪相对所述第一静力水准仪的相对高度值,所述控制主机根据第一静力水准仪的绝对高度值以及第二静力水准仪的相对高度值计算得到多个第二静力水准仪的绝对高度值;
步骤S13:所述控制主机根据多个第二棱镜的绝对高度值及多个第二静力水准仪的绝对高度值计算得到监测楼层的绝对变形及框筒差异变形值。
7.根据权利要求6所述的超高层框筒结构竖向绝对变形及差异变形监测装置的监测方法,其特征在于,所述步骤S13具体包括:
所述控制主机根据多个第二棱镜的绝对高度值计算得到外框架上多个第二棱镜的绝对高度均值以及根据多个第二静力水准仪的绝对高度值计算得到内核心筒上多个第二静力水准仪的绝对高度均值,计算多个第二棱镜的绝对高度均值与多个第二静力水准仪的绝对高度均值之差,即得到监测楼层的框筒绝对变形及差异变形值。
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