鋼結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)
隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)科學(xué)技術(shù) 不斷快速、持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的勢(shì)頭是非常迅猛的，但是由于缺乏相關(guān)的專 業(yè)技術(shù)人員，造成工程的施工質(zhì)量參差不齊。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑物進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)和結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)，這對(duì)于保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全具有非常重要的意義。建筑鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容主要包括對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的傾斜、局部沉降、應(yīng)力應(yīng)變、振動(dòng)和周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果是既有的鋼結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)該通過(guò)工程實(shí)際的情況對(duì)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目和內(nèi)容進(jìn) 行確定。監(jiān)測(cè)內(nèi)容的提出應(yīng)該根據(jù)監(jiān)測(cè)單位的相關(guān)的設(shè)計(jì)要求、檢測(cè)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如果一些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目沒(méi)有做出明文規(guī)定，要根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)建設(shè)單位和監(jiān)測(cè)單位共同商議來(lái)確定。鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)內(nèi)容一般包括：
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 | 監(jiān)測(cè)設(shè)備 | 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 | 監(jiān)測(cè)設(shè)備 |
沉降監(jiān)測(cè) | 靜力水準(zhǔn)儀 | 裂縫監(jiān)測(cè) | 裂縫計(jì) |
傾斜監(jiān)測(cè) | 盒式固定測(cè)斜儀 | 振動(dòng)監(jiān)測(cè) | 加速度傳感器 |
應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè) | 表面式應(yīng)變計(jì) | 環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè) | 溫濕度傳感器 |
水平、豎向位移 | 北斗GNSS | 風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè) | 超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀 |
鋼結(jié)構(gòu)不均勻沉降監(jiān)測(cè)選用靜力水準(zhǔn)儀，一般情況下對(duì)鋼結(jié)構(gòu)以及底部混凝土結(jié)構(gòu)不均勻沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體健康狀況進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估情況提出并預(yù)防處理與防護(hù)等措施。根據(jù)現(xiàn)有樓體情況，不均與沉降測(cè)點(diǎn)布設(shè)在大樓地下鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的支撐柱體上（或承重梁），選取其中柱體（或承重梁）作為測(cè)點(diǎn)。
傾斜監(jiān)測(cè)選用盒式測(cè)斜儀。根據(jù)《建筑測(cè)量變形規(guī)范》以及大樓整體情況，在樓體的上部以及對(duì)稱部位的下部各布設(shè)一個(gè)傾斜測(cè)點(diǎn)，通過(guò)上下傾斜角度測(cè)量評(píng)估大樓水平位移狀態(tài)，為健康情況作出評(píng)估。
結(jié)構(gòu)應(yīng)變采用表面應(yīng)變計(jì)，該儀器主要應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)、公路、橋梁、民用建筑、隧道、地鐵等混凝土、鋼筋及錨桿的應(yīng)力測(cè)量，具有防水性能好、不受外界環(huán)境影響、溫度性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。大樓整體為鋼結(jié)構(gòu)作為框架，鋼結(jié)構(gòu)材料的受力直接影響到整體健康情況，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的典型受力部位做應(yīng)力應(yīng)變分析。
裂縫監(jiān)測(cè)使用裂縫計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)建筑在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中裂縫大多出現(xiàn)在承載動(dòng)力荷載的構(gòu)件上，承受靜力荷載的構(gòu)件，受材料、焊接工藝、銹蝕、臺(tái)風(fēng)地震等內(nèi)外在境因素的影響，在超載、溫度變化較大、不均勻沉降及變形過(guò)大等情況下，也會(huì)出現(xiàn)裂縫。鋼構(gòu)件如發(fā)現(xiàn)裂縫，就會(huì)產(chǎn)生較大的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)對(duì)同批構(gòu)件進(jìn)行全面細(xì)致檢查，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫等特殊部位進(jìn)行裂縫監(jiān)測(cè)。
鋼結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性參數(shù)（頻率、振型和阻尼等）和振動(dòng)水平（振動(dòng)強(qiáng)度和幅值）是結(jié)構(gòu)整體安全的標(biāo)志，結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的退化會(huì)引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的改變，例如結(jié)構(gòu)剛度的降低會(huì)引起自振頻率的降低，局部振型的改變可能預(yù)示著結(jié)構(gòu)局部損壞。因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及振動(dòng)水平的監(jiān)測(cè)能夠起到整體上對(duì)大樓健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。振動(dòng)傳感器廣泛運(yùn)用于各種工業(yè)需要監(jiān)測(cè)振動(dòng)的環(huán)境中，在橋梁、鋼軌、地震、車輛船舶振動(dòng)等運(yùn)用都非常成熟。
大樓屬于超高層建筑，對(duì)大樓整體結(jié)構(gòu)做水平、豎向位移的監(jiān)測(cè)，能很好的反應(yīng)結(jié)構(gòu)變形情況，評(píng)估大樓使用過(guò)程穩(wěn)固情況。樓體水平、豎向位移監(jiān)測(cè)采用GNSS進(jìn)行監(jiān)測(cè)，GNSS主要用于長(zhǎng)期自動(dòng)化監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)、大壩、公路、邊坡、基坑、建筑橋梁、船泊平臺(tái)等水平位移和垂直位移監(jiān)測(cè)，采用高性能芯片通過(guò)接收衛(wèi)星信號(hào)來(lái)計(jì)算所處位置的水平和垂直位移。
環(huán)境溫濕度傳感器采用溫濕度傳感器，該儀器廣泛運(yùn)用于結(jié)構(gòu)環(huán)境自動(dòng)化監(jiān)測(cè)中的溫濕度監(jiān)測(cè)，具有操作靈活，使用方便，采用標(biāo)準(zhǔn)RS485通信接口，可與大部分采用RS485接口的設(shè)備及系統(tǒng)集成等優(yōu)點(diǎn)。
風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)的主要?jiǎng)恿奢d之一。在風(fēng)荷載作用下將產(chǎn)生振動(dòng)，引起疲勞損傷累積，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗力衰減，通過(guò)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向，統(tǒng)計(jì)最大風(fēng)速值，可以得出結(jié)構(gòu)的風(fēng)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)關(guān)系，了解鋼結(jié)構(gòu)受風(fēng)動(dòng)力荷載的情況。風(fēng)速風(fēng)向的監(jiān)測(cè)主要為風(fēng)速風(fēng)向儀，該儀器是一種3軸的無(wú)運(yùn)動(dòng)部件的超聲波風(fēng)速儀?？梢蕴峁┮粋€(gè)全面的風(fēng)場(chǎng)描述，風(fēng)速儀具有迅速響應(yīng)，高分辨率和三維風(fēng)速測(cè)量等特點(diǎn)。
