钢结构网架挠度形变检测

可算出园弧 上任意点的 转角和边 长。如输入 １０ １９９．８８９ " Ｊ？ —１５０．２９２８ " Ｓ？—２２１．３０９ " Ｊ？
则： Ａ＝３３°３５′３８″" 本例中： 当 Ｄ＝１２．６１２ 时， Ａ＝Ａ０ ２３０．３９３８" Ｓ？ 一 Ｏ" Ｘｌ？ ＸＣ "Ｙ１？ —ＹＣ"
Ｓ＝Ｓ０－ Ｒ Ｓ＝２４．０９８ 米"
ｆｘ－ ４５００Ｐ 型计算器程序的研究与应用
· ４５ ·
明）"
ＸＡ ＝１０００．０００ ＹＡ ＝１０００．０００ ＸＢ ＝５００．０００ ＹＢ ＝
Ｓ１＝３１．１５０（米）左切点至测站距离"
２００．０００ Ｊ１ ＝８８°５２′１８″ Ｓ１ ＝２００．０３３ Ｊ２ ＝１８８°３８′
Ａ２＝６１°４９′５７″右切点 Ｇ 转角"
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百度文库
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４ 总结
钢结构网架挠度值的测定中， 数据的处理 可以使 用 Ｅｘｃｅｌ 电子表格 计算， 对比 加载 和 卸 载 过程中下弦球的沉降量， 找出其中某点可能出 现的形变异常值， 及时在现场查看相关出网结 构的现场变化量， 找出问题并提出相应的处理 办法， 为保证工程的质量至关重要。本例中的测
量方法可以通过改进向自动方向发展， 数据处 理模式中， 模拟荷载极限值的设计应考虑更多 的现实性因素， 在综合处理因素的权重时需要 通过实践得出。
础配以安装超大跨度金属结构和钢化玻璃外墙
变形检测点的布设遵循能够全面的控制模
幕 的模式， 如大 型 体 育 馆 、购 物 中 心 、飞 机 场 、火 拟荷载过程中钢结构网架各个部分的变形， 反映
车站及各种娱乐场馆等。此类建筑物中引起本身 出网架各部分的变形结果。此次实测时在变形比
形变的各种因素中钢结构网架挠度形变正越来 较大的网架悬空中间点处加密检测点， 四周墙
例中钢结构网架挠度形变的设计极限值
仪进行水准测量。
为 ±９８ｍｍ， 采用模拟动力荷载法检验。
各仪器均进行了规范所要求的检测， 各项检
２ 钢结构网架挠度形变检测点的布 设和监测内容
测指标符合测量要求。 ３．４ 测量基准点布设 ３．４．１ 高程基点及其检测
本例为某市体育馆屋面网架， 网架总面积为
为保证测量数据的精度及数据的稳定性， 在
总第 ６６ 期 第 ４ 期
钢结构网架挠度形变检测
·７·
钢结构网架挠度形变检测
戴小军 邹自力
（ 东华理工学院 江西抚州 ３４４０００）
摘 要 本文主要探讨钢结构网架挠度的成因、检测方法及其形变检测系统的布设、施测。 关键词 钢结构网架挠度 形变检测 模拟荷载法荷载
当 代 建 筑 物 越 来 越 趋 向 于 全 混 凝 土 浇 铸 基 积 １．８ 万平方米， 其余为第二层看台。
１） 采 用 徕 卡 ＴＣＲ１１０２ 智 能 型 全 站 仪 测 设
面， 使钢结构扭曲而产生的挠度形变， 屋顶积雪
跨度变形。仪器测角精度为±２ 秒、测边
的重力或者雨水下泻过程中滞留屋顶雨水重力
精度为 ５ｍｍ＋２ｐｐｍ；
压迫屋顶引起形变， 雨雪动量转化的压力等。本
２） 采用日本进口索佳 Ｓ３ 级自动安平水准
２８″ Ｓ２＝１９９．８８９ Ｊ３＝１５０°２９′２８″Ｓ３＝２２１．３０９
Ｓ２＝３１．１５０（米）右切点至测站距离"
Ｊ４ ＝２３０°３９′３８″ Ｘｃ ＝１０６６．８１１ Ｙｃ ＝２２１５．５４９ ＸＤ＝
Ｊ＝２２．８８７（米）（左右切点 Ｅ 至 Ｇ 间距）"
１３５１．４３７ ＹＤ＝２６２５．５２２
测点的零点高程值， 从而得到各点的沉降量。为
了避免在加（ 卸） 载过程中， 由于悬挂钢尺的不稳
定而造成观测数据不可靠， 应采用激光三角高程
测量方法， 适量检测一定数量的下旋球中心标
高， 以保证水准测量数据中没有粗差。
图 １ 水准基点布设示意图
基 点 高 程 观 测 分 为 地 平 面 闭 合 环 （ Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３ 实线环） 和看台闭合环（ Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６、Ｊ７ 虚线环） 两个 环， 按三等水准要求进行高差测量。
２．４ 万平方米， 分为两层， 其中第一层为篮球场面 体育馆内布设水准基点共 ７ 个， 其中室内地平面
·８·
江西测绘
２００６年
上按钢架结构布局 Ａ、Ｂ 和 Ｃ 区各一个（ 编号： Ｊ１、 测结果与初检相同。
Ｊ２、Ｊ３） ， 看台区域四 侧各 一 个 （ 编 号 ： Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６、 ３．４．２ 测点沉降观测
Ｊ７） 。全部水准基点采用钢钉固定在水泥地面上，
钢架下弦球变形值采用下挂钢尺方法测量。
其具体分布图如图 １ 所示。
各点在下弦球位置用钢丝吊挂到观测所在平面
上， 并在观测平面固定一米钢板尺， 钢尺下方悬
挂一公斤重锤， 以保证悬挂钢丝有较好的拉伸稳
定和摇摆稳定性。测量时， 对每次加（ 卸） 载后的
悬挂钢尺零点高程进行测量， 然后对比各次同一
一， 钢结构自重形成的挠度形变和使用过程中的
２） 采用假定高程系统， 以体育馆室内地平
自动沉降； 第二， 安装过程中， 因安装误差而形成
面设置点 Ｊ３ 为±０ 标高。
的形 变 ； 第 三 ， 自 然 天 气 因 素 形 成 的 物 理 力 形 成 ３．３ 使用仪器及主要技术参数
钢结构挠度形变， 自然天气因素包括： 风着力墙
本 文 中 的 １２ 个 应 用 程 序 ， 经 过 多 年 的 生 产
２： Ｐｒｏｇ
实践证明， 它具有适用性和普及性。计算器可
本程序数学模型原自《江西测绘》９８ 年 ３ 期， 随 身 携 带 ， 较 计 算 机 具 有 灵 活 轻 巧 的 优 点 ， 本 文
根据程序优化编排的需要将原程序进行改编而成。 中 ｆｘ－ ４５００ｐ 型 计 算 器 程 序 的 研 究 有 助 于 较 为
Ｌ２： Ｌｂ１Ｏ： Ｏ＝Ｏ＋１： ｐｒｏｇ２： Ｇ＝Ｇ＋Ｓ： Ｏ≠Ｎ$Ｇｏｔｏ０
后无需重新输入其它数据， 只要启动 Ｊ（计算程序）
%Ｗ＝Ｔ－ Ｆ：Ｇ&２０ｗｐ&Ｉ＝－ Ｗ ／Ｎ： ｐｒｏｇ１： Ｖ＝Ｘ－ Ａ： Ｕ＝ 即可运行计算。
Ｙ－ Ｂ： Ｌ＝－ Ｖ／Ｇ： Ｋ＝－ Ｕ ／Ｇ： ＰｏＩ（Ｖ，Ｕ： Ｉｎｔ（Ｇ ／Ｖ&Ｖ&Ｑ＝
越引起人们的注意， 故钢结构网架挠度正成为工 体、承重柱等处则相应的减少监测点的布设。本
程 交 付 使 用 检 测 以 及 整 个 建 筑 物 运 营 管 理 阶 段 例共布设 ２８ 个检测点， 包括以下内容：
进行安全监测不可缺少的工作环节之一， 网架挠
１） 布设高程控制系统；
度形变是否符合相关规范直接决定着建筑物本
两环之间因高差过大， 采用钢尺高程传递方 法， 使各水准点的高程形成统一的高程系统。考 虑加（ 卸） 载对楼上看台的影响， 在每次观测前采 用高程传递方法对 Ｊ４ 点重测， 以便检核。
为便于今后对网架进行检测， 在测区内布设 永久性标志水准点 ２ 个。其中 ＢＭ１ 位于方柱角红 色大理石上线， ＢＭ２ 位于主席台后窗台台面左上 角。
表 １ 网架检测沉降数据表
单位： 毫米
点 一次 二次 三次 四次 五次 累计 卸载 点 一次 二次 三次 四次 五次 累计
号 加载 加载 加载 加载 加载 沉降 剩余 号 加载 加载 加载 加载 加载 沉降
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Ｘ２？ —ＸＤ"Ｙ２？ —ＹＤ"显示如下：
直至算出所有要求放样的园弧点参数， 利用坐标正 Ｇ—导线总长： ６２１．３２１Ｍ"２０ＷＰ—方位角闭 合差
算程序就能方便地得到各点的放样坐标值。
０．０７９ 秒"
５、附合导线计算（简易平差）程序
Ｉｎｔ（Ｇ／Ｎ 导线相对精度 ｌ ／４１７９７２"Ｖ—导线绝对闭
Ｆ３ Ｄ （导线输入主程序）
合差 Ｏ．００２Ｍ
Ｌ１： Ｄｅｆｍ ２Ｎ： Ｐ ＝１８０： ｐｒｏｇ３： Ｃ ＝Ｗ： Ｈ ＝Ｒ： Ｍ＝Ｚ： Ｏ ＝ Ｘ１ ＝６８０．６４２ Ｙ１ ＝２０８５．９７ Ｘ２ ＝８０６．２０５ Ｙ２ ＝
０： Ｌｂ１０： ｛ＪＳ｝： Ｏ＝Ｏ＋１： Ｊ： Ｐｒｏｇ５： Ｚ［ Ｏ］ ＝Ｖ： Ｚ［ Ｏ＋Ｎ］ ＝ ２１９７．９１９ Ｘｃ＝１０６６．８１１ Ｙｃ＝２２１５．５４９
复检检测采用抽检方式， 地坪面上检测 Ｊ１， Ｊ２， Ｊ３ 点高差， 看台面上检测 Ｊ４， Ｊ５， Ｊ７ 点高程。检
３．４．３ 测点初始高程测量 在加载试验之前， 采用四等水准测量方法，
测量各设计下弦球下挂钢尺零点与已知水准点 间的高差， 求出各下挂钢尺零点的初始高程值 ３．４．４ 测点沉降量观测
网架经过初级加载和卸载过程中， 同样采 用 四 等 水 准 测 量 方 法 测 量 各 悬 挂 钢 尺 （ ２８ 个 点） 的零点高程， 与初始高程值比较， 可得出每 次加载后各钢球的沉降值， 再与初始挠度值相 减， 得到各次的挠度值， 全部卸载后记录剩余形 变 值 ， 结 果 如 下 表 一 所 示 。卸 载 过 程 也 分 五 次 进 行， 每次的形变量相应了做了记录， 并和相对应 的加载值进行了比较， 从而可以形象的得出形 变的变化。
１ 网架挠度形变来源
３ 检测方案设计
３．１ 测区的观测条件 根据测点布设方案， 各测点位于体育馆内中
心区和看台区两个区域。两区域层高高差约 ７．５ 米， 测点间通视情况良好，只有部分测点分布在体 育馆内北侧的房间内。 ３．２ 采用的坐标系统
形成钢结构网架挠度形变有各种因素。第
１） 平面坐标系统为独立坐标系；
参考文献 ［ １］《工程测量规范》 （ ＧＢ ５００２６－ ９３） ［ ２］《测量学》武汉测绘科技大学教编室第三版 １９９９
２） 测量网架 ２８ 个下弦球的球心高程初始
身的质量， 施工单位的施工质量。通过对网架进
值以及每次加载过程中的高程沉降变
行模拟受动荷载影响得出相关的形变数据并对
化值。
数据进行分析， 此结果既能为建筑设计部门提供 不可多得的设计参数， 又是决定建筑物质量的权 威数据， 且也为建筑物的安全提供定量的预测资 料， 从而避免不必要的人身伤亡和财产的损失。 本文以某金属网架结构的网架为例， 探讨实施形 变检测的方法。
如图四所示
繁锁而计算量不大的数据处理工作， 十二种计
算的优化编程仅限于测绘人员提高了工作效率
和创造了一定的经济效益和社会效益。但在其
他 行 业 或 领 域 ｆｘ－ ４５００ｐ 型 计 算 器 的 作 用 有 待
于探讨。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（ 上接第 ８ 页）
Ｓ： Ｏ≠Ｎ$Ｇｏｔｏ０%Ｐｐｒｏｇ ３：Ｆ＝ｗ： ｐｒｏｇ Ｊ
如果需要查阅和订正观测数据， 在计算器上
Ｆ４ Ｊ（导线计算主程序） Ｌ１： Ｆｉｘｍ：Ｉ＝０： Ｌ＝０：Ｋ＝０： Ｏ＝０： Ｔ＝Ｃ： Ｑ＝１
操作 Ｚ［ ｉ］ "（第 ｉ 个转角）或 Ｚ［ ｉ＋ｎ］ "（第 ｉ 条观测 边）对第 ｉ 个转角或第 Ｉ 条边长进行修改： 订正之
Ａ０＝４０°１６′４４″至园心点 Ｏ２ 转角" Ｓ０＝３８．６６９（米）至园心点 Ｏ２ 距离" Ｄ？—输入小于 Ｅ 至 Ｇ 的距离的任意数值即
呼 出 文 件 Ｄ"Ｎ？—输 入 导 线 转 角 数 ４"Ｘ１？ — ＸＡ" Ｙｌ—ＹＡ ↓， Ｘ２７—Ｘｃ" Ｙ２ ？ —ＹＢ"Ｊ？— ８８．５２１８ " Ｓ？—２００．０３３ " Ｊ？ →１８８．３８２８ " Ｓ？ 一
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