建筑物变形观测课件
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建筑物变形监测
：Distoration Monitoring of Engineering Architecture
PPT学习交流
1
学习子情境1变形监测概述
什么是变形?
一、变形的定义
变形体在各种荷载作用 下，其形状、大小及位置在 时间域和空间域中的变化。
正常的变形 ---变形体的 变形在允许的范围内
26
【技能训练16】建筑物倾斜观测
▪ 1．技能训练目标 ▪ 1）掌握建筑物倾斜观测的目的和意义。 ▪ 2）掌握建筑物主体倾斜观测的方法和过程。 ▪ 3）学会计算建筑物主体的倾斜度。 ▪ 2．技能训练仪器工具 ▪ J2经纬仪两台，经纬仪脚架2个，钢尺一把，记录板一块。 ▪ 3．实训步骤 ▪ 1）利用经纬仪在两个互相垂直的方向上进行交会投点。 ▪ 2）将建筑物向外倾斜的一个上部角点投影至平地，直接量取其与下部角点的
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11
学习子情境3 建筑物水平位移监测
三、准直测量法——新技术
光学准直 测小角度法、活动觇牌法 激光准直 机械准直
PPT学习交流
12
学习子情境3 建筑物水平位移监测
三、准直测量法——新技术
光学准直
激光准直
激光经纬仪准直法、波带板激光准直法
C′
机械准直
C
lc
A
Sc
Biblioteka Baidu
B
L
图13-13 偏离值计算
学习子情境2：建筑物沉降变形监测
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15
如何测定垂直位移?
1、变形点观测
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16
如何测定垂直位移?
2、变形点观测
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17
如何测定垂直位移?
PPT学习交流
18
如何测定垂直位移?
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19
学习子情境4 其它变形监测 一、倾斜观测
（一）建筑物倾斜的原因
建筑物不均匀的水平位移——高程建筑物 建筑物不均匀的沉降——基础倾斜
阳光照射或辐射的过程中进行，应测定建筑物或单柱上 部由于向阳面与背阳面温差引起的偏移及其变化规律
▪ 2.日照变形观测的时间
▪ 3.日照变形观测的方法
▪ 4.提交成果
▪ （1）日照变形观测点位布置图；
▪ （2）观测成果表；
▪ （3）日照变形曲线图（见图6-29）；
▪ （4）观测成果分析说明资料。
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四、变形监测的主要项目
变形监测的内容应根据建筑物的性质和地基情 况来定。要有明确的针对性，既要有重点，又要 全面考虑。
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6
如何实施变形监测?
五、变形监测的实施
在变形体表面及四周布设变形监测控制网，利 用测量专用仪器和特定的测量方法对变形体在运 动中的空间和时间域内进行周期性的重复观测。
多层和高层建筑物基础倾斜容许值
建筑物高度（m） ≤24 24~60 60~100
倾斜容许值（mm） 4
3
2
高耸结构基础的倾斜容许值
＞100 1.5
建筑物高度（m） ≤20 20~50 50~100 100~150 150~200 200~250
倾斜容许值
8
6
5
4
3
2
（mm）
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20
什么是倾斜观测?
α
α α
Xp-XA
G
A
C
x x x D 图p13-19 拱 p2坝变形p观 1 测图
ypyp2 yp1 PPT学习交流
O 图13-20 角度前
10
学习子情境3 建筑物水平位移监测
二、精密导线法
此方法常用于非直线建筑物——如曲线型建筑物的位移测量
1
A
b
β1
2
n-1
n
B
βn
bn
采用无定向导线——利用A、B连线为x轴假定坐标系。
▪ 2.提交成果 ▪ （1）裂缝分布位置图； ▪ （2）裂缝观测成果表； ▪ （3）观测成果分析说明资料； ▪ （4）当建筑物裂缝和基础沉降同时观测时，可选择典
型剖面绘制两者的关系曲线。
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25
（四）日照变形观测
▪ 1.日照变形观测的内容 日照变形观测应在高耸建筑物或单柱（独立高柱）受强
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21
如何测定倾斜度?
1、测量水平角法
2、经纬仪投点法
i a H
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22
如何测定倾斜度?
3、几何水准测量法
4、液体静力水准测量法
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23
（二）挠度观测
▪ 1.挠度观测内容 挠度观测包括建筑物基础和建筑物主体以及独立构筑物 （如独立墙、柱等）的挠度观测，应按一定周期分别测 定其挠度值及挠曲程度。
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7
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8
学习子情境3 建筑物水平位移监测 传统测量方法
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9
学习子情境3 建筑物水平位移监测
一、前方交会法
A2 A1
A3
B2
B3
B1
B8
γ3
γ8
E
F
xpxAcoc tx o Bc tc oo ty tA X yB Yp-YA ypy 拱A 坝co c to y B c tco o tx tAxB
（二）倾斜观测的内容
建筑物主体倾斜观测，应测定建筑物顶部相对于 底部或各层间上层相对于下层的水平位移与高差， 分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜 速度。
对具有刚性建筑物的整体倾斜（经纬仪投影法、 观测水平角法），亦可通过测量顶面或基础的相对 沉降间接测定（几何水准测量法、液体静力水准测 量法）。
沙质土 淤泥 冻土
地下水位变化
大气温度变化
外界风力变化
地震破坏
其它外力
3
什么是变形监测?
三、变形监测的定义 对监视的对象或物体（简称变形体，如桥梁、
大坝、电视塔、地铁站 ）进行测量，以确定其空 间位置随时间的变化特征。
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4
变形监测什么项目?
四、变形监测的主要项目
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5
不同建筑物的变形监测相同吗?
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13
图 13-10 波 带 板 激 光 准 直 测 量
学习子情境3 建筑物水平位移监测
三、准直测量法——新技术
光学准直
激光准直
机械准直——引张线法
目镜 内测管 调节螺圈
钢丝
外套筒 物镜 进光孔
5678
01
b a
测微分划线 34
标尺分划线
a)
PPTb)学习交流
14
图13-16 引张线读数
▪ 2.挠度观测的精度 ▪ 3.提交成果； ▪ （1）挠度观测点位布置图； ▪ （2）观测成果表与计算资料； ▪ （3）挠度曲线图； ▪ （4）观测成果分析说明资料。
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24
（三）裂缝观测
▪ 1.裂缝观测内容 建筑物发生裂缝时，为了解其现状及其变化情况，应该 进行裂缝观测。根据观测资料分析其产生裂缝的原因和 它对建筑物安全的影响，及时地采取有效措施加以处理
异常的变形 ---超出允许 值，则可能引发灾害。
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意大利比莎斜塔
2
为什么会产生变形?
二、产生变形的原因
勘察 设计 施工 使用 失误
建筑物特点 建筑物在工程建设中 建筑物沉降
建筑物位移
建筑物挠曲 工程地质复杂 建筑物在使用过程中 建筑物倾斜
建筑物裂缝
外界环境变化
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建筑物高大 建筑物荷载大 建筑物体形复杂 建筑物荷载不均匀
：Distoration Monitoring of Engineering Architecture
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学习子情境1变形监测概述
什么是变形?
一、变形的定义
变形体在各种荷载作用 下，其形状、大小及位置在 时间域和空间域中的变化。
正常的变形 ---变形体的 变形在允许的范围内
26
【技能训练16】建筑物倾斜观测
▪ 1．技能训练目标 ▪ 1）掌握建筑物倾斜观测的目的和意义。 ▪ 2）掌握建筑物主体倾斜观测的方法和过程。 ▪ 3）学会计算建筑物主体的倾斜度。 ▪ 2．技能训练仪器工具 ▪ J2经纬仪两台，经纬仪脚架2个，钢尺一把，记录板一块。 ▪ 3．实训步骤 ▪ 1）利用经纬仪在两个互相垂直的方向上进行交会投点。 ▪ 2）将建筑物向外倾斜的一个上部角点投影至平地，直接量取其与下部角点的
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学习子情境3 建筑物水平位移监测
三、准直测量法——新技术
光学准直 测小角度法、活动觇牌法 激光准直 机械准直
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学习子情境3 建筑物水平位移监测
三、准直测量法——新技术
光学准直
激光准直
激光经纬仪准直法、波带板激光准直法
C′
机械准直
C
lc
A
Sc
Biblioteka Baidu
B
L
图13-13 偏离值计算
学习子情境2：建筑物沉降变形监测
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如何测定垂直位移?
1、变形点观测
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16
如何测定垂直位移?
2、变形点观测
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如何测定垂直位移?
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如何测定垂直位移?
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学习子情境4 其它变形监测 一、倾斜观测
（一）建筑物倾斜的原因
建筑物不均匀的水平位移——高程建筑物 建筑物不均匀的沉降——基础倾斜
阳光照射或辐射的过程中进行，应测定建筑物或单柱上 部由于向阳面与背阳面温差引起的偏移及其变化规律
▪ 2.日照变形观测的时间
▪ 3.日照变形观测的方法
▪ 4.提交成果
▪ （1）日照变形观测点位布置图；
▪ （2）观测成果表；
▪ （3）日照变形曲线图（见图6-29）；
▪ （4）观测成果分析说明资料。
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四、变形监测的主要项目
变形监测的内容应根据建筑物的性质和地基情 况来定。要有明确的针对性，既要有重点，又要 全面考虑。
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6
如何实施变形监测?
五、变形监测的实施
在变形体表面及四周布设变形监测控制网，利 用测量专用仪器和特定的测量方法对变形体在运 动中的空间和时间域内进行周期性的重复观测。
多层和高层建筑物基础倾斜容许值
建筑物高度（m） ≤24 24~60 60~100
倾斜容许值（mm） 4
3
2
高耸结构基础的倾斜容许值
＞100 1.5
建筑物高度（m） ≤20 20~50 50~100 100~150 150~200 200~250
倾斜容许值
8
6
5
4
3
2
（mm）
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什么是倾斜观测?
α
α α
Xp-XA
G
A
C
x x x D 图p13-19 拱 p2坝变形p观 1 测图
ypyp2 yp1 PPT学习交流
O 图13-20 角度前
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学习子情境3 建筑物水平位移监测
二、精密导线法
此方法常用于非直线建筑物——如曲线型建筑物的位移测量
1
A
b
β1
2
n-1
n
B
βn
bn
采用无定向导线——利用A、B连线为x轴假定坐标系。
▪ 2.提交成果 ▪ （1）裂缝分布位置图； ▪ （2）裂缝观测成果表； ▪ （3）观测成果分析说明资料； ▪ （4）当建筑物裂缝和基础沉降同时观测时，可选择典
型剖面绘制两者的关系曲线。
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（四）日照变形观测
▪ 1.日照变形观测的内容 日照变形观测应在高耸建筑物或单柱（独立高柱）受强
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如何测定倾斜度?
1、测量水平角法
2、经纬仪投点法
i a H
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如何测定倾斜度?
3、几何水准测量法
4、液体静力水准测量法
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（二）挠度观测
▪ 1.挠度观测内容 挠度观测包括建筑物基础和建筑物主体以及独立构筑物 （如独立墙、柱等）的挠度观测，应按一定周期分别测 定其挠度值及挠曲程度。
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学习子情境3 建筑物水平位移监测 传统测量方法
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学习子情境3 建筑物水平位移监测
一、前方交会法
A2 A1
A3
B2
B3
B1
B8
γ3
γ8
E
F
xpxAcoc tx o Bc tc oo ty tA X yB Yp-YA ypy 拱A 坝co c to y B c tco o tx tAxB
（二）倾斜观测的内容
建筑物主体倾斜观测，应测定建筑物顶部相对于 底部或各层间上层相对于下层的水平位移与高差， 分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜 速度。
对具有刚性建筑物的整体倾斜（经纬仪投影法、 观测水平角法），亦可通过测量顶面或基础的相对 沉降间接测定（几何水准测量法、液体静力水准测 量法）。
沙质土 淤泥 冻土
地下水位变化
大气温度变化
外界风力变化
地震破坏
其它外力
3
什么是变形监测?
三、变形监测的定义 对监视的对象或物体（简称变形体，如桥梁、
大坝、电视塔、地铁站 ）进行测量，以确定其空 间位置随时间的变化特征。
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4
变形监测什么项目?
四、变形监测的主要项目
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5
不同建筑物的变形监测相同吗?
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图 13-10 波 带 板 激 光 准 直 测 量
学习子情境3 建筑物水平位移监测
三、准直测量法——新技术
光学准直
激光准直
机械准直——引张线法
目镜 内测管 调节螺圈
钢丝
外套筒 物镜 进光孔
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测微分划线 34
标尺分划线
a)
PPTb)学习交流
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图13-16 引张线读数
▪ 2.挠度观测的精度 ▪ 3.提交成果； ▪ （1）挠度观测点位布置图； ▪ （2）观测成果表与计算资料； ▪ （3）挠度曲线图； ▪ （4）观测成果分析说明资料。
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（三）裂缝观测
▪ 1.裂缝观测内容 建筑物发生裂缝时，为了解其现状及其变化情况，应该 进行裂缝观测。根据观测资料分析其产生裂缝的原因和 它对建筑物安全的影响，及时地采取有效措施加以处理
异常的变形 ---超出允许 值，则可能引发灾害。
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意大利比莎斜塔
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为什么会产生变形?
二、产生变形的原因
勘察 设计 施工 使用 失误
建筑物特点 建筑物在工程建设中 建筑物沉降
建筑物位移
建筑物挠曲 工程地质复杂 建筑物在使用过程中 建筑物倾斜
建筑物裂缝
外界环境变化
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建筑物高大 建筑物荷载大 建筑物体形复杂 建筑物荷载不均匀