钢网架结构工程挠度的检测与评定方法.pdf

'万方数据80城市勘测2007年文章编号：1672—8262(2007)02二80—03中图分类号：P258文献标识码：B钢(网架)结构工程挠度的检测与评定方法戴水财1’弘，尹小波1’2，李季1’2，杜启亮3(1．中南大学信息物理工程学院，湖南长沙410083；2．湖南中大建设工程检测技术有限公司，湖南长沙410200；3．湖南友源工程监理咨询公司，湖南长沙410205)摘要：结合工程实际，提出了钢(网架)结构工程挠度的检测与评定方法，并用VB编程实现了挠度检测值的自动化计算以及检测结果的AutoCAD绘图处理。本方法不仪可以检测钢(网架)结构工程的挠度，同样可以检测钢(网架)结构工程的施工质量。实践证明，本方法简便、易行，检测结论真实、可靠，检测精度高。关键词：钢(网架)结构；挠度；检测；评定1引言随着我国国民经济的快速发展，钢(网架)结构作为一种新兴的建筑工艺，在一些需要超大空间的建(构)筑物中得到了广泛的应用。钢(网架)结构的应用虽然越来越多，但是对钢(网架)结构工程挠度的检测与评定方法的研究却不是很多。本文结合工程实际，提出一种实用的钢(网架)结构工程挠度及施工质量的检测与评定方法，并用VB编程实现了挠度值的自动化计算以及检测结果的绘图处理，为钢(网架)结构工程挠度及施工质量的检测提供了极大的便利。2钢(网架)结构挠度检测的程序与方法2．1施工控制网的布设根据实际需要，在被检测的钢(网架)结构下布设一条基线，对于大型的钢(网架)结构，可布设由多个点组成的一级导线控制网，基线上的基准点施测水准高程，精度不低于三等。这样就保证了挠度检测时检测点坐标和高程的统一。2．2钢(网架)结构检测点沉降量测量在被检测的钢(网架)结构下，选取有代表性的下弦轴线，测量轴线下弦螺栓球球心的沉降量。根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)的规定，对于跨度24m及以下的钢网架结构需要测量下弦中央一点；跨度24m以上的钢网架结构需要测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。观测方法：利用水准仪结合悬挂钢卷尺方法，测量出每个螺栓球下切削面中心相对于地面高程控制点(一般为基线上的基准点)的高程E，通过E计算螺栓球的沉降量，如图1。读数时必须保证钢尺自然下垂，静止不动。考虑到螺栓球的球径大小不一致等问题，螺栓球的高程观测值E应该归算到螺栓球的球心，这样，螺栓球高程观测值的计算公式为：曩。=‰÷。+6+r一￡(1)式中：日．为螺栓球高程观测值；巩为地面基准点高程；o为螺栓球下钢尺读数；6为地面基准点上钢尺读数；r为螺栓球下切削面的切削量；￡为螺栓球半径。以上观测钢卷尺读数至毫米，每次独立观测两次，两次读数互差不超过2mm。结果取其平均值。在观测轴线下弦螺栓球球心高程观测值的同时，用全站仪测量出下弦螺栓球球心坐标，用以计算螺栓球球心之间的水平距离￡，同时，还可以检测螺栓球是否存在大的轴线水平偏移。这样一次测量的螺栓球高程观测值还可以作为钢(网架)结构工程整体施工质量的检验与评价参考数据。图1螺栓球沉降观测值测量}收稿日期：2006—05—08作者简介：戴水财(1968一)，男，博士研究生，现主要研究领域：GPs接收机检定；建(构)筑物钢(网)架结构工程的检测方法等。 万方数据第2期戴水财等．钢(网架)结构工程挠度的检测与评定方法2．3钢(网架)结构检测点高程基准的确定有了两次测量的螺栓球高程观测值后，就可以求出螺栓球球心沉降量，用于计算钢(网架)结构轴线的挠度。但通常在实际情况下，检测钢(网架)结构挠度时，下弦螺栓球球心沉降量观测只需测量一次，一般以钢(网架)结构相应的设计高程值作为初始高程值，认为网架支撑立柱上的支座螺栓球没有沉降，通常以实测的网架支撑立柱上的支座螺栓球球心的高程为高程基准，计算轴线上各螺栓球球心的沉降量，根据式(2)，计算钢(网架)结构的挠度．f。故在检测挠度之前，先应检测网架支撑立柱上的支座螺栓球的高程，其值应符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)的规定，然后检测钢(网架)结构的挠度。3钢(网架)结构检测点挠度的计算与评定3．1挠度的计算测量出轴线下弦螺栓球心高程观测值，求出其沉降量后，就可以计算钢(网架)结构轴线的挠度。钢(网架)结构的挠度计算见图2，计算公式为：，．．工=△s“c一云1乏△s—c(2)式中坑为钢(网架)结构在螺栓球c处挠度值(m)；si(江。，6，c)为螺栓球球心的沉降量(m)△s。。为A、c间螺栓球的沉降差，即△．s。。=．s。．一Js。(m)△s。。为A、B问螺栓球的沉降差，即△s。。=5。一S。(m)￡，为A、c问螺栓球的水平距离(m)，三l=~／(戈b一戈。)2+(yb—y。)2￡：为c、B问螺栓球的水平距离(m)，三2=~／(戈。一戈。)2+(y。一y。)2AL，CL、B囊—二L—气_———1妄图2钢(网架)结构挠度计算尺螺栓球的高程观测值日，如图2中，螺栓球A处的钢尺读数为日。，螺栓球B处的钢尺读数为风，螺栓球c处的钢尺读数为日。。因此，对挠度计算公式(2)加以改造为：工=(见一日。)一云专乏(以一日s)(3)式(3)即为实际应用中的挠度计算公式。3．2挠度的评定假定某网架工程做挠度检测，共检测凡条轴线，第i条轴线检测了五i个测点，我们把检测点挠度值六。)(i=1，2，⋯，nJ=1，2，⋯，．|}。)看成是相互独立的简单随机样本，则挠度的估计分布矩⋯㈣：均值(mean)、标准偏差(standarddeviation)、方差(variance)均可求得。其中：挠度均值(mean)：——1nki‰2志i骈‰’。’挠度方差(variance)：协‰‰，一‰卜忑矗i善j取潮¨，户(∑．j}；)～1⋯’1(5)挠度标准偏差(standarddeviation)：盯(六1，-尸以-，2)，“以i"j))=√玩r(六¨)以，’2)，一氓i，j))(6)4钢(网架)结构工程挠度检验实例某市青少年校外活动中心综合大厅挠度检测，检测了大厅内东西、南北方向中心两条轴线H轴和12轴。挠度检测测点平面图见图3，挠度检测图见图4，检测结果见表1。挠度值的计算与评价用VB编程实现，利用AutocAD进行检测结果的绘图处理。挠度标准偏差盯。=6．29mm。DiZ●_●I●IE12●●H22l{17●●H×12}{7H2⋯●●⋯⋯⋯⋯⋯一1●I●lJ12I●I图例●··：下弦螺栓球^119●_一·～F日毒专席t《但是，在实际挠度检测过程中，测量值往往是检测图3综合大厅挠度检测平面图 万方数据82城市勘测2007年综合大厅网架工程挠度检测图比例尺：横向1：200纵向1：loo单位：m50相对标高8．0538．0168．0098．0158．047测点间距O．OO13．2413．4713．1813．19挠度值／m364l33测点编号H2H7I{×12}i17H2250相灯标离8．0388．0148．0098．0188．044测点间距O．008．896．029．07876挠度值?mm263224测点编号H12J12}{×12E12B12图4综合大厅挠度检测图青少年校外活动中心综合大厅挠度检测结果表l5结语钢(网架)结构工程作为一种新兴的建筑工艺，其应用越来越广泛。但是，在我国对钢(网架)结构工程挠度的检测与评定方法的研究却不多。在《钢结构工程施工质量验收规范》中，对钢结构工程挠度检测与评定方法的叙述也很简单，即“所测的挠度值不应超过相应设计值的1．15倍”。但是对一些需要安装吊件设备的大型钢结构网架，如果挠度设计值定得过大，即使实测的挠度值没有超过设计值的1．15倍，还会给后续的吊件设备安装带来困难。因此，钢(网架)结构挠度检测还应加上挠度检测的综合评价指标，即“挠度标准偏差”来对钢(网架)结构整体施工质量进行评定。参考文献[1]GB50205—2001．钢结构工程施工质量验收规范[s]．[2]JGJ8—97．建筑变形测量规程[s]．[3]GB50203—2002．砌体工程施工质量验收规范[s]．[4]陆璇．应用统计[M]．北京：清华大学出版社，1999．[5]徐国祥．新编统计学原理[M]．上海：上海社会科学院出版社，1996．[6]李锦彬．考虑支座高差的网架挠度检测计算方法分析[J]．广东土木与建筑，2000，5：46—48．[7]沈祖炎，陈扬骥，网架与网壳[M]．上海：同济大学出版社，1997．[8]孔祥元，郭际明，刘宗泉等．大地测量学基础[M]．武汉：武汉大学出版社，2001．[9]季斌德。工程顼《量[M]。北京：测绘出版社，1990．r11坨Me嬲愀ntandE、协l硼畸on0nDenection0fSteelS咖cturesEl珥nee—IlgDaiShuiCail⋯，YinXiaoB01’-，LiJil”，DuQiLian93(TheSchoolofInfb～physicsGeomaticsEngineering，CentralSouthUniVersity，Changsha410083，China)Abstract：Combinedwiththepracticalengineering，thispaperputsfbrwardamethodofmeasurementandeValuationondeflectionofsteelstnlcturesenginee“ng．ByusingVB，thispaperl‘ealizestheautomaticcalculationontheValueofdenectionandthedIawingprocessinginAutoCAD．ThismethodcannotonlyinspectthedenectionofsteelstmctuIesen—gineering，butalsocanin印ectitseonstmctionquality．ItisprovedtobeasimpleandconVenientmethod．TheresultisactualandcIedible，andhasahighprecision．Soitisagoodmethodtha土wonhyofbeingpopul越zedofmeasuI．ementandevaluationondeflectionofsteelstmcturesengineering．Keywords：steelstmctures；denection；measurement；evaluation'