73951

Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Определение крена вертикальной оси. Определение крена вертикальной оси Геометрическая сущность измерения крена сводится к определению взаимного положения двух точек сооружения которые по техническим условиям проекта должны лежать на одной отвесной линии. Определение крена с помощью измерения линейной величины. Определение крена по вертикальной нити теодолита.

Русский

2014-12-23

890 KB

72 чел.

Лекция 17

Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений.

  1.  Виды деформаций сооружений и их причины.
  2.  Наблюдение за деформациями зданий, сооружений.
  3.  Геодезические методы определения горизонтальных смещений.
  4.  Определение крена вертикальной оси.

I вопрос. Виды деформаций сооружений и их причины.

Деформация сооружение (ДС) – изменение относительно положения всего сооружения или отдельных его частей, связанных с пространственным перемещением или изменением его формы.

Виды ДС.

Осадка – перемещение фундамента и всего сооружения вниз

Подъем - перемещение фундамента и всего сооружения вверх

Крен – отклонение сооружения от проектного положения в вертикальной плоскости.

Сдвиг – перемещение сооружений в сторону (горизонтальный сдвиг)

Основные причины деформаций (ДС)

- увеличение давления воздвигаемого сооружения

- колебания уровня грунтовых вод

- температурные сезонные явления

- перемещение частиц грунта и его сжимаемость

II вопрос. Наблюдение за деформациями сооружений.

Величину деформаций устанавливают, в основном, путем геодезических измерений.

Контрольные измерения проводятся с неподвижных опорных пунктов по точкам наблюдений. (марки, закреп. на сооружении; осадочные марки).

Расположение неподвижных опорных точек.

  1.  Опорные точки располагают на устойчивых грунтах вне зоны строительных работ и возможно ближе к объекту измерения.
  2.  Количество опорных точек не менее 3-х на объект
  3.  Опорный пункт, как правило, – железобетонный монолит в кирпичном (бетонном) колодце.

Иллюстрация

  1.  Координаты опорных точек определяют после их установки и уточняют в начале наблюдений.

Расположение осадочных марок (контрольные марки)

  1.  Осадочные марки располагают, как правило, на

- углах зданий

- стыках капитальных стен

- в зонах наибольших напряжений конструкций

- интервал расположения 10 – 15 м.

  1.  Осадочные марки, как правило, бывают двух видов:

- общего назначения

- специального назначения

Марка общего назначения в стене (фундаменте) сооружения

Марка специального назначения, например, для изучения сжатия грунтов, величины подъема для котлована и т.д.

Глубинная марка конструкции Брайта.

Для определения величины подъема дна котлована.

Периодичность и точность измерения деформаций

Периодичность наблюдений в общем случае:

1-ое  в начале строительства

2-ое  когда все сооружения 25%

3-е когда все сооружения 50%

4-е когда все сооружения 75%

5-е когда все сооружения 100%

Периодичность наблюдений при строительстве крупнопанельных зданий

- после закладки фундамента

- после монтажа 2-го этажа

- после монтажа коробки здания

- перед сдачей объекта в эксплуатацию.

Промежутки между наблюдениями могут быть уменьшены

- при возрастании скорости осадок

- при появлении трещин, недопустимых кренов.

Наблюдения за деформациями прекращают, когда скорость осадки в год не превышает 1-2мм.

Ошибки измерений осадок не должны превышать допустимую величину осадки за 1 год.

После окончания каждого цикла наблюдений составляют

- ведомость отметок нивелирных марок

- таблицу осадок

- график изменения осадок во времени.

Методы измерения осадок.

- геометрическое нивелирование (высокоточное)

- гидростатическое нивелирование

- тригонометрическое нивелирование

- фотограмметрический метод.

Геометрическое нивелирование

Используемые приборы: - нивелир Н-1  t = 0,05 мм

       - нивелирные рейки с инварными полосками. Цена деления = 5мм

Принципиальная схема нивелирования

  1.  исходная основа не менее 2-х глуб.реперов.
  2.  осадочные марки расположены на одном уровне.
  3.  длина визирного луча 3 – 25 м (в среднем 10 – 15 м).
  4.  разность в плечах нивелирования ±10 см.
  5.  высота визирного луча не менее 30 см.
  6.  нивелирование выполняют замкнутыми ходами при двух установках горизонта инструмента.
  7.  нивелирование проводят в большинстве случаев с использованием 1-ой рейки.
  8.  предельная разность в мм прямого и обратного хода не более ±0,3√n мм.

Fn = ±0,3√n

  1.  при повторном нивелировании инструмент устанавливается на одних и тех же точках.

Гидростатическое нивелирование – основано на свойстве жидкости устанавливаться в

сообщающихся сосудах на одном уровне.

– высоты нулевых делений шкалы   h = ab 

 m – отсчеты по шкалам     a1 = l1m1

       b1 = l2 – m2

       h = (l1m1) – (l2 – m2)

Принципиальная схема нивелирования

- сосуды прибора подвешивают на осадочные марки и устанавливают в отвесное положение по уровню

- измерительными винтами берут отсчеты по уровню жидкости

- измерения повторяют при переставленных местах сосудов

( точность измерения осадок 0,05 – 0,1 мм)

Модернизация метода с использованием установленной по периметру фундамента стационарной гидростатической системы.

(Разность отсчетов в стеклянных трубках характеризует величину осадки между циклами

mn = ±0,3 мм )

Тригонометрическое нивелирование (высокоточное) используется при определении осадок труднодоступных точек.

Сущность тригонометрического нивелирования заключается в определении превышений h между двумя точками с помощью наклонного луча визирования и отвесной рейки.

 h + v = h’ + i

Анализ формулы (h) : - mn увеличивается с увеличением d и

 mn на 100 метров ≈ 3 см.

- для ослабления ошибок:  - использовать высокоточные теодолиты

  - уменьшать расстояние наблюдения

  - нивелирование в прямом и обратном направлениях.

Фотографический метод – позволяющий определить все три координаты (X,Y,H) наблюдаемой точки.

Общая схема работ:

- фотографирование объекта с помощью специальных приборов – фототеодолитов.

- измерение координат точек на снимках на специальных приборах – стереокомпараторах

- определение координат точек и вычисление величины осадок по разности координатв предыдущем цикле.

III Вопрос. Геодезические методы определения горизонтальных смещений, сдвигов.

- метод створных наблюдений

- триангуляционный

- полигонометрический высших классов точности

- трилатерационный

- фотограмметрический

Створные наблюдения

Сущность заключается в измерении величины отклонения наблюдаемых точек от створа опорных пунктов.

1-й вариант

Программа измерений

  1.  измерить расстояние S между опорными пунктами
    1.  измерить теодолитом углы
    2.  рассчитать величину отклонения l

  1.  расчет величины отклонения

2-й вариант

(створная линия близко к точке М)

-установить на створной линии штатив с треножником и рейкой перпендикулярно створной линии

-снять отсчеты по рейке

Триангуляционный метод

(от латинского слова треугольник) . Его сущность состоит в периодическом определении координат осадных марок (опорных знаков), включенных в триангуляционную сеть.

Программа измерений

- измеряются все внутренние углы в триангуляционной сети и измеряется длина базисной стороны.

- вычисление координат опорных знаков (1,2,3)

- определение разности координат  в смежных циклах, которые характеризуют сдвиг сооружения.

-точность определения исходной стороны триангуляции 1 : 600 000

- длина сторон треугольников триангуляции 0,5 – 2,0 км

- средняя кв. ошибка определения угла ±0,6”

Сущность метода полигонометрии (измеряю многоугольник) заключается в том, что по исследуемому сооружению прокладывают ходы высокоточной полигонометрии и определяются координаты опорных знаков включенных в полигонометрический ход.

Точностные характеристики ходов

-относительная погрешность измерения длины стороны 1:400 000

-средняя кв. ошибка измерения ±0,4”

- длины сторон 0,25 – 2 км.

Сущность метода трилатерации (трехсторонний) заключается в определении координат опорных знаков, включенных в трилатерационную сеть, состоящую из цепи треугольников, в которых измерены длины всех сторон.

Характеристики приборов для измерения расстояний

Светодальномер

Дальность действия

Точность

МСД – 1м (маркшейдерский дальномер

0,5 км

2 мм (маркшейдерский дальномер)

ДВСД – 1200

0,25 км

0,25 мм (дифференцированный высокоточный светодальномер)

IV Вопрос. Определение крена вертикальной оси

Геометрическая сущность измерения крена сводится к определению взаимного положения двух точек сооружения, которые по техническим условиям проекта должны лежать на одной отвесной линии.

Определение крена с помощью измерения линейной величины.

1-й вариант. Определение крена по вертикальной нити теодолита.

Снос положения наблюдаемой точки на основание.

Программа измерений

- подготовить теодолит над опорным знаком

- визируют на осадочную марку (А) и проектируют ее положение к основанию. При КП и КЛ.

-разность между штрихами предыдущего цикла измерений дает величину крена.

Крены стен зданий измеряют с двух сторон.

- определить частные приращения крена с первой станции q1 (аналогичными действиями при сносе положения наблюдаемой точки на основание)

- определить частное приращение крена со второй станции q2

- рассчитать полное приращение крена по правилу параллелограмма

- на схеме указать направление меридиана для характеристики крена по отношению к странам света.

2-й вариант. Определение крена с помощью измерения горизонтальных углов.

Программа измерений

- установить теодолит в т.А в створе одной из стен и на удалении 20-50 м

- измерить угол γ между маркой В и ориентиров С

- аналогичными действиями измерить угол γ1

- для перехода от градусов к линейным величинам используем формулу

- полное приращение крена определяется как равнодействующая из частных кренов по правилу параллелограмма.

Фотограмметрический метод измерения деформаций

Сущность метода заключается в периодической фототеодолитной съемке сооружений и в сравнении координат его точек в периода предыдущего и текущего циклов наблюдений

Последовательность работ:

I Съемка:       - фототеодолиты

 - с двух точек (X,Y,H) с соблюдением (выдержкой) требуемого перекрытия

II Измерение снимков: - стереокомпараторы

      - стререометры

III Вычисление координат:

из подобия треугольников Т Т" Sп   и    t"л tп Sп

      

               

Из подобия треугольников  Т Т' Sл   и   Sл tлОл

 ;             

Из подобия треугольников Т Т' Sл   и     tлtл' Sл

    

IV Вычисление величины деформации

  ;   ;

________________________________________________________

Точность метода 1:1000 – 1:10 000 от расстояния до объекта.

Достоинство метода: позволяет определять одновременно пространственное положение значительного числа точек, в том числе и недоступных.

Недостаток: высокая стоимость.

Определение крена вертикальной оси способом трехстворных наблюдений

Схема определения.

NM' – верт. ось сооружения

M'M – отвесная линия

NM – линейная величина крена

A1B1C1 – станции наблюдения

d1d2d3  –  расстояния от станций A1B1C1 до основания сооружения

φ1φ2φ3 – угловые величины крена относительно станций АВС

γ12   γ23 – угловые смещения между станциями наблюдения

q1q2q3 – компоненты линий

l1l2l3 – величины крена

Требования при выборе станций

d1d2d3      должны быть больше высоты сооружения

γ12   γ23   должны быть порядка 120º

Полевые измерения

- измерение углов γ12   γ23   

- измерение углов φ1φ2φ3 с фиксацией направления отклонения крена (л, п). л - левые  створа наблюдений, п – правые створа наблюдений)

- измерение d1d2d3

Камеральные работы

1. Вычислить частные компоненты линейной величины крена

  

   

2. Графическое определение общей величины крена

Схема

Последовательность работ

  1.  Нанести точку М и провести направление АМ
  2.  Отложить γ12    и провести направление ВМ
  3.  Отложить  γ23  и провести направление СМ
  4.  Отложить от направлений АМ,ВМ,СМ частные линейные величины крена по  створам от станций А,В,С  q1,q2,q3 (пунктирные линии)
  5.  Измерить общую линейную величину крена: - NM

- направление крена τ относительно створа АМ.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44200. Разработка методических рекомендаций к проведению деловой игры 373.5 KB
  Для решения поставленных задач использован комплекс методов исследования: теоретический (анализ психолого-педагогической и учебно-методической литературы) и эмпирические (личностно-ориентированный подход, при помощи которого создаётся основа для признания приоритета личности учащихся в образовательном процессе, и позволяет строить содержание образования с учётом его индивидуальных интересов и способностей; аналогия, моделирование)
44201. Разработка модели формирования себестоимости на продукцию фирмы ООО «РемСтройТрест» 664 KB
  Себестоимость продукции является важнейшим показателем экономической эффективности ее производства. Анализ себестоимости продукции работ и услуг имеет большое значение в системе управления затратами. Он позволяет изучить тенденции изменения ее уровня установить отклонение фактических затрат от нормативных стандартных и их причины выявить резервы снижения себестоимости продукции и дать оценку работы предприятия по использованию возможностей...
44202. Специфика работы в сети Internet 45.43 KB
  Современный человек вряд ли представляет свою профессиональную деятельность без применения ресурсов, доступных при помощи Internet. Интернет – это совокупность государственных, региональных, корпоративных и других компьютерных сетей, а также отдельных компьютеров, объединенных между собой разнообразными каналами передачи данных и унификацией применяемых технологий, таким образом, по своей структуре это полностью децентрализованная сеть.
44203. Стальной каркас промышленного здания 1.19 MB
  При определении горизонтальных размеров учитываются унифицированные привязки колонн ак к разбивочным осям, требования прочности и жесткости, предъявляемые к колоннам, а так же эксплуатационные требования.
44204. Разработка среды поддержки сценариев для генерации графических текстов 1.2 MB
  В нашем проекте мы будет работать с информационно-справочным классом, так как это один из самых распространенных и широко используемых классов информационных систем. Примером информационной системы этого класса будет мануал. Руководство пользователя (англ. user guide или user manual), руководство по эксплуатации - документ
44205. Автоматизация подготовки расписания учебных занятий в общеобразовательной школе 1.26 MB
  Расчет единовременных затрат на разработку программного продукта Срок разработки программного продукта Расписание составляет 1 месяц таблица 1. Программа Расписание поможет школе: соблюдать все основные требования для обучающихся и учителей; оптимально использовать кабинеты; снизить нагрузку работы администрации; устранить возможные ошибки и субъективные факторы при составлении расписаний в школе. Руководство пользователя Программный продукт Расписание позволяет автоматизировать работу по составлению учебных занятий в...
44206. Понятие социального обеспечения и права социального обеспечения 49 KB
  Социальным обеспечением в узком смысле называется только обеспечение престарелых и нетрудоспособных граждан, осуществляемое управомоченными государственными органами за счет прямых ассигнований из государственного бюджета
44207. Основные возможности Microsoft Office Outlook 1.69 MB
  Outlook представляет собой программу управления данными. Outlook может использоваться для документооборота формирования задач и заданий группы управления электронной почтой планирования дел и собраний ведения списка контактных лиц и дневника выполняемых действий. Некоторые возможности Outlook можно использовать с другими приложениями Office.
44208. Разработка мероприятий по развитию ООО «Клиника профилактики» 1.2 MB
  Инвестирование средств в прогрессивное оборудование новых специалистов и внедрение новых видов услуг. Планирование выручки от реализации услуг и затрат. Составление карты привлекательности услуг и разработка рекламной компании. Не следует путать экономику здоровья с экономикой здравоохранения которая ориентирована на производство лекарств и оказание медицинских услуг.