1、建筑物變形觀測方案設(shè)計(jì)建筑物變形觀測方案設(shè)計(jì)大學(xué)大學(xué)論文背景及意義論文背景及意義 近20年來，我國興建了大量的工業(yè)與交通建筑物、城市高層建筑物和地下工程設(shè)施、安裝了許多大型精密機(jī)械和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施等。這其中不可避免的因?yàn)榻ㄖ镒冃蔚脑驅(qū)е碌陌踩鹿剩o人民生命和國家造成不可挽回的財(cái)產(chǎn)損失。當(dāng)建筑物變形嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)＜敖ㄖ锏陌踩斐山ㄖ锏目逅葒?yán)重安全事故。因此，變形觀測作為工程建筑物施工及運(yùn)營期間十分重要一部分也越來越引起各個(gè)部門的重視。故而，在工程建筑物的施工和運(yùn)營期間，必須對(duì)其進(jìn)行變形監(jiān)測，以判斷建筑物的安全性。論文主要研究內(nèi)容（1）廣泛查閱資料，初步分析和探討高層建筑物變形監(jiān)測的內(nèi)

2、容、分類；（2）深入分析和探討建筑物的沉降觀測和主體傾斜觀測方案設(shè)計(jì)方法和分析處理數(shù)據(jù)處理技巧；（3）探討變形數(shù)據(jù)對(duì)建筑物變形的影響及更好的預(yù)防和發(fā)現(xiàn)高層建筑的變形來源。 （4）對(duì)觀測成果進(jìn)行預(yù)測分析，預(yù)測建筑物的沉降情況工程概況工程概況包頭市恒大華府項(xiàng)目位于包頭市九原區(qū)，具體位置位于巴音高勒公園的北側(cè)，九原區(qū)新政府的東側(cè)。包頭市恒大華府項(xiàng)目總體占地面積進(jìn)1000畝。本次對(duì)包頭恒大華府項(xiàng)目首一期工程2樓進(jìn)行沉降觀測，得到觀測的數(shù)據(jù)。此建筑物地上18層，地下1層，為剪力墻結(jié)構(gòu)，地基建在基巖上，非常穩(wěn)定。分十九次觀測，得到的觀測數(shù)據(jù)均為實(shí)測，施工順利進(jìn)行，并能夠真實(shí)的反映此建筑物在施工過程中的形變

3、。監(jiān)測時(shí)間自2008年6月3日至2011年11月12日，共計(jì)1355天測量等級(jí)的選定本次對(duì)包頭恒大華府A2樓進(jìn)行沉降觀測，采用三等觀測精度，沉降基準(zhǔn)網(wǎng)觀測采用三等水準(zhǔn)測量，往返高差較差或高差閉合差應(yīng)0.3n mm（n為測站數(shù)），最大不超過0.5n mm，沉降觀測往返高差或高差閉合差應(yīng)1.0n mm，（n為測站數(shù)），最大不超過1.5n mm.觀測點(diǎn)測站高差中誤差：0.3 mm；觀測的視線長度：50m前后視距差：1.0m視距累積差：3.0m沉降觀測數(shù)據(jù)處理沉降觀測成果的整理包括對(duì)沉降觀測數(shù)據(jù)的計(jì)算（包括平均沉陷量、累計(jì)平均沉陷量與沉陷速度），制作沉降觀測成果表，繪制沉降觀測圖等繪制沉降觀測圖繪制沉

4、降觀測圖 沉降觀測計(jì)算成果觀測次數(shù)觀測時(shí)間1-13平均沉降（mm）累計(jì)平均沉降(mm)沉降速度(mm/日)12008.06.0300000022008.11.074.7154.7150.0332008.11.230.4885.2030.0342009.03.091.4836.6870.0152009.06.091.2687.9550.0162009.08.033.08511.040.0472009.09.021.37912.3780.0582009.09.201.86214.2820.1092009.10.201.12815.410.04102009.11.200.22115.6310.007

5、112010.03.142.28217.9130.02122010.04.242.30520.2180.06132010.05.231.24421.4620.04142010.08.231.1822.6420.01152010.11.141.55624.1980.02162011.02.241.36825.5650.01172011.05.221.52327.0880.02182011.08.220.8927.9780.009192011.11.220.66228.6410.007變形預(yù)測隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的提高，各種理論和方法為變形分析和預(yù)測提供了廣泛的研究途徑，對(duì)變形分

6、析與建模理論的研究，需要利用數(shù)學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、系統(tǒng)科學(xué)以及非線性科學(xué)的理論知識(shí)，采用數(shù)學(xué)模型來逼近、模擬和揭示變形體變形規(guī)律和動(dòng)態(tài)特征，為工程設(shè)計(jì)和災(zāi)害防治提供依據(jù)。本設(shè)計(jì)主要采用回歸分析和灰色系統(tǒng)模型來預(yù)測變形的發(fā)展趨勢。回歸分析回歸分析方法是一種研究變量之間相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)方法，它適合于某種預(yù)測對(duì)象與其它因素有關(guān)。變形體的變形一般是由內(nèi)外因素引起的，可以通過大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，找出變量之間的內(nèi)部規(guī)律，即統(tǒng)計(jì)上的回歸關(guān)系，相應(yīng)的計(jì)算方法和理論稱為回歸分析。也就是說針對(duì)某些具有一定聯(lián)系的變量建立一個(gè)經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而利用這個(gè)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算并解釋。回歸分析預(yù)測步驟（1）收集相關(guān)的數(shù)據(jù)。

7、（2）監(jiān)測曲線形態(tài)判斷。（3）建立預(yù)測函數(shù)模型。（4）模型檢驗(yàn)。收集相關(guān)的數(shù)據(jù)次數(shù)平均沉降（mm）累計(jì)平均沉降(mm)沉降速度(mm/日)建筑物狀態(tài)11.86214.2820.101121.12815.410.041130.22115.6310.0071142.28217.9130.021152.30520.2180.061161.24421.4620.041171.1822.6420.011181.55624.1980.021191.36825.5650.0111101.52327.0880.0211110.8927.9780.00911120.66228.6410.00711監(jiān)測曲線形態(tài)判

8、斷根據(jù)散點(diǎn)圖，判斷該建筑物平均沉降比較符合多項(xiàng)式函數(shù)模型建立預(yù)測函數(shù)模型作變換：則變?yōu)槎€性回歸方程通過以上數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，求得該函數(shù)模型的參數(shù)，、得到：模型檢驗(yàn)天數(shù)（天）預(yù)測值（mm）實(shí)際下沉（mm）誤差（mm）114.18568514.282-0.0963153015.050915.41-0.35916015.919415.6310.288417619.0235617.9131.1105621620.0003620.218-0.2176424520.67852521.462-0.78347533522.62252522.642-0.01947541624.1643624.198-0.0

9、336451625.7963625.5650.2313660426.9843627.088-0.1036469427.9590627.978-0.0189478428.6907628.6410.04976模型檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z驗(yàn)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)得到 r=0.9850取=0.05，自由度為n-2=12-2=10，查檢驗(yàn)表，得r_0.05=0.576由于，故相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)通過，該函數(shù)模型能夠很好預(yù)測建筑物沉降變化根據(jù)該函數(shù)模型，可以得到該建筑沉降量將達(dá)到29.45mm，在安全的范圍之內(nèi)。灰色系統(tǒng)預(yù)測分析表格法軟件：2.4 2.4 兩種軟件今后各自的發(fā)展趨勢兩種軟件今后各自的發(fā)展趨勢未來必然趨勢現(xiàn)

10、有軟件狀況種類繁多，但市場使用率和普及率不是很高市場會(huì)形成自然壟斷，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)最終將統(tǒng)一于一個(gè)高端的經(jīng)市場優(yōu)化公平選擇出的軟件產(chǎn)品，即一個(gè)基于三維圖形技術(shù)（具布爾算法功能）的軟件產(chǎn)品圖形法軟件：各軟件產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，無法實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品間的信息共享第三章 個(gè)案具體分析分項(xiàng)工程的工程量計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比及偏差原因分析2 2各分部分項(xiàng)工程工程量計(jì)算所耗費(fèi)時(shí)間的數(shù)據(jù)對(duì)比及對(duì)比分析說明3 3 1 1對(duì) 比 分 析 結(jié) 論3 3 3 33.1 各分部分項(xiàng)工程計(jì)算工程量所耗費(fèi)時(shí)間的數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)間假定任務(wù)書規(guī)定，手工與軟件計(jì)算的時(shí)間期限均為兩周，即14天。設(shè)定每天作息時(shí)間為：上午8時(shí)至11時(shí)，下午2時(shí)至

11、5時(shí)，按6小時(shí)/天計(jì)算，累計(jì)手工計(jì)算與軟件計(jì)算的計(jì)算時(shí)間總共均為84小時(shí)信息假定為了確保對(duì)比研究的精確性，假設(shè)手工計(jì)算與軟件計(jì)算過程分別獨(dú)立開來，不存在彼此借鑒工程信息和數(shù)據(jù)的情況。 為了保證對(duì)比研究的準(zhǔn)確性，特進(jìn)行如下條件假設(shè)：3.1.2 “東方銀座C座”的手工計(jì)算 手工計(jì)算的操作流程為： 熟悉施工圖紙（標(biāo)識(shí)圖紙基本信息）柱的工程量計(jì)算（含標(biāo)識(shí)信息、模板、腳手架和套定額）梁的工程量計(jì)算（含標(biāo)識(shí)信息、模板、腳手架和套定額）墻的工程量計(jì)算（含標(biāo)識(shí)信息、腳手架和套定額）門窗洞的工程量計(jì)算（含套定額）板的工程量計(jì)算（含模板、腳手架和套定額）樓梯洞的工程量計(jì)算（含套定額）計(jì)算匯總數(shù)據(jù)的復(fù)核制成電子文檔

12、打印。 手工計(jì)算各分項(xiàng)工程的工程量計(jì)算步驟及對(duì)應(yīng)消耗時(shí)間比例表類型對(duì)應(yīng)的具體步驟消耗總時(shí)間對(duì)應(yīng)所占比例扣g外所占比例a標(biāo)識(shí)工程構(gòu)件的基本信息10.0011.00%14.00%b工程量計(jì)算28.0033.00%41.00%c套定額4.505.00%6.00%d數(shù)據(jù)整理、復(fù)核，手工謄寫10.0011.00%14.00%e輸入電腦、制成電子表格13.5015.00%19.00%f數(shù)據(jù)匯總整理并進(jìn)行打印4.005.00%6.00%g數(shù)據(jù)的修改、機(jī)動(dòng)時(shí)間18.0020.00%/手工計(jì)算各步驟時(shí)間耗費(fèi)所占比例餅狀圖3.1.3 “東方銀座C座”的軟件計(jì)算 軟件計(jì)算的操作流程為： 熟悉施工圖紙（標(biāo)識(shí)圖紙基本信

13、息）建立工程文件劃分樓層和層高選擇樓層定義主軸線定義輔助軸線定義柱屬性畫柱定義梁屬性畫梁定義墻屬性畫墻定義門窗洞屬性畫門窗洞定義板屬性畫板定義樓梯洞屬性畫樓梯洞計(jì)算匯總打印輸出。 軟件計(jì)算各分項(xiàng)工程的工程量計(jì)算步驟及對(duì)應(yīng)消耗時(shí)間比例表類型對(duì)應(yīng)的具體步驟消耗總時(shí)間對(duì)應(yīng)所占比例扣f外所占比例a標(biāo)識(shí)工程構(gòu)件的基本信息10.5013.00%36.00%b定義工程構(gòu)件的屬性8.0010.00%27.00%c繪制主軸0.501.00%2.00%d繪制工程構(gòu)件9.5011.00%32.00%e數(shù)據(jù)匯總整理并進(jìn)行打印1.001.00%3.00%f數(shù)據(jù)的修改、機(jī)動(dòng)時(shí)間54.5064.00%/軟件計(jì)算各步驟時(shí)間耗

14、費(fèi)所占比例餅狀圖3.1.4 對(duì)比分析說明標(biāo)識(shí)構(gòu)件信息作為工程量計(jì)算的前期準(zhǔn)備，不論在手工計(jì)算過程中還是在軟件計(jì)算工程中都是首要步驟、關(guān)鍵步驟、占據(jù)著重要地位。 1 12 2手工和軟件計(jì)算過程中都存在大量的重復(fù)工作，這些重復(fù)工作占用了相當(dāng)比例的時(shí)間，降低了整體工程量計(jì)算的效率 在時(shí)間總量相同的條件下，軟件計(jì)算相對(duì)于手工計(jì)算，在時(shí)間消耗及節(jié)約時(shí)間方面有著顯著的優(yōu)越性。3 33.2 分項(xiàng)工程的工程量計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比柱工程梁工程墻工程門窗工程柱的工程量計(jì)算柱的模板工程量計(jì)算柱的腳手架工程量計(jì)算梁的工程量計(jì)算梁的模板工程量計(jì)算梁的腳手架工程量計(jì)算墻的工程量計(jì)算墻的腳手架工程量計(jì)算門窗的工程量計(jì)算板工程板的工

15、程量計(jì)算板的模板工程量計(jì)算3.2.1 二層矩形柱模板工程量的數(shù)據(jù)對(duì)比編號(hào)KZ1KZ2KZ3KZ4KZ4aKZ5KZ6KZ7KZ8KZ9KZ10KZ11KZ12GZ1手工計(jì)算12.9612.9616.2010.804.8621.6010.8027.0010.8010.8021.6070.2021.608.83軟件計(jì)算13.4413.4416.8011.205.0422.4011.2028.0011.2011.2022.4072.8022.4010.75偏差額0.480.480.600.400.180.800.401.000.400.400.802.600.801.92偏差率%3.573.573.

16、573.573.573.573.573.573.573.573.573.573.5717.86“東方銀座C座”二層中周長在2.5米以內(nèi)的矩形柱模板工程量的數(shù)據(jù)對(duì)比表(按實(shí)計(jì)算) 3.2.1 二層矩形柱模板工程量的數(shù)據(jù)對(duì)比柱體模板工程量的手工、軟件計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比偏差率分柱體模板工程量的手工、軟件計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比偏差率分布圖（按實(shí)計(jì)算）布圖（按實(shí)計(jì)算）偏差原因分析 通過上述表格的對(duì)比分析,可以總結(jié)出產(chǎn)生偏差的具體原因?yàn)? 1.框架柱部分：手工計(jì)算嚴(yán)格按照計(jì)算規(guī)則：柱的支模高度采用凈高，自樓層板頂面至上層板地面，即扣除板厚。而在軟件計(jì)算過程中，模板工程量計(jì)算定義量的列式計(jì)算時(shí)，筆者將算式列為：量=zc*g

17、d（zc-柱周長；gd-柱高度）。此處柱的模板高度系統(tǒng)默認(rèn)為柱的全高，而并未扣除板厚，所以造成后面計(jì)算偏差的產(chǎn)生。 2.構(gòu)造柱部分：類似于上述框架柱的模板部分產(chǎn)生偏差的原因，造成構(gòu)造柱模板工程量計(jì)算產(chǎn)生偏差的原因?yàn)椋合到y(tǒng)默認(rèn)構(gòu)造柱的支模高度為構(gòu)造柱全高，而未扣除構(gòu)造柱上部的框架梁KL12（KL12的截面尺寸為：250*500，含板厚100），所以造成后面計(jì)算偏差的產(chǎn)生。3.2.2 二層梁體模板工程量的數(shù)據(jù)對(duì)比編號(hào)CL1CL2CL3CL4手工計(jì)算9.383.471.210.98軟件計(jì)算14.036.301.761.62偏差額4.652.830.550.64偏差率%33.1444.9231.253

18、9.51“東方銀座C座”二層梁體其它梁模板工程量的數(shù)據(jù)對(duì)比表 3.2.2 二層梁體模板工程量的數(shù)據(jù)對(duì)比其它梁模板工程量的手工、軟件計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比偏差率分布圖 偏差原因分析通過上述其它梁模板工程量的手工、軟件計(jì)算數(shù)據(jù)的對(duì)比偏差率分布圖和對(duì)比表可以看出，在整個(gè)其它梁模板工程量中，最大偏差率出現(xiàn)在CL2，偏差率為44.92%；最大偏差額出現(xiàn)在CL1，偏差額為4.65m2。現(xiàn)在從副表中提取CL1和CL2的手工與軟件計(jì)算過程進(jìn)行分析比較，相應(yīng)計(jì)算過程及結(jié)果數(shù)據(jù)如下表所示： 計(jì)算類別其他梁編號(hào)計(jì)算式數(shù)量人工計(jì)算CL1(0.30-0.10)*2+0.15*(1.70-0.10-0.05)*119.38CL2(

19、0.30-0.10)*2+0.15*(1.20-0.20-0.10)*73.47軟件計(jì)算CL11.7*(2*0.30+0.15)*1114.03CL21.20*(2*0.30+0.15)*76.30偏差原因分析 通過上述表格的對(duì)比分析,可以總結(jié)出產(chǎn)生偏差的具體原因?yàn)? 1.梁的截面周長（扣除梁體上頂面）的確定：手工計(jì)算在計(jì)算梁體側(cè)面高度時(shí)扣除了板厚；而軟件計(jì)算在計(jì)算梁體側(cè)面高度時(shí)按梁體實(shí)際尺寸計(jì)算，并沒有扣除板厚。 2.梁體長度的確定：手工計(jì)算在計(jì)算梁體長度時(shí)扣除了與框架梁的交叉部分，采用了梁體的凈長；而軟件計(jì)算在計(jì)算梁體長度時(shí)按梁體通長計(jì)算，并沒有扣除任何與框架梁的交叉部分。 3.3.1 軟

20、件的優(yōu)點(diǎn)該軟件的優(yōu)點(diǎn)14235維護(hù)升級(jí)便利軟件結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)軟件使用便利軟件計(jì)算精確軟件功能強(qiáng)大3.3.2 軟件的缺點(diǎn)2.計(jì)算機(jī)語言與工程類語言無法進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換1.讀圖、輸入數(shù)據(jù)過程耗時(shí)多，不能提高工作效率3.頁面轉(zhuǎn)換過程中，不能進(jìn)行智能化操作記錄4.批量屬性替換功能尚需完善6.軟件生成的表格格式固定，無法按具體相應(yīng)修改5.無法進(jìn)行柱、梁、墻、板等分項(xiàng)工程的單獨(dú)計(jì)算3.3.3 綜述 綜上所述，該軟件在一定程度上提高了造價(jià)人員工程量計(jì)算的速度及準(zhǔn)確程度，無疑會(huì)成為當(dāng)代造價(jià)人員必不可少的工具之一。但用戶使用軟件前，要充分了解軟件的利弊，掌握好軟件的使用要領(lǐng)。雖然人工計(jì)算無法達(dá)到軟件計(jì)算的速度和精確度，但是工程量計(jì)算軟件卻無法像人一般靈活的處理某些特殊問題。因此只有將軟件的應(yīng)用適宜地安排進(jìn)造價(jià)人員的日常工作中，才能更好的提高造價(jià)的準(zhǔn)確性和造價(jià)人員的工作效率。第四章 工程量計(jì)算及造價(jià)軟件的發(fā)展前景現(xiàn)有工程量計(jì)算及造價(jià)軟件的優(yōu)劣性2 2工程量計(jì)算及造價(jià)軟件的未來發(fā)展趨勢4 4工程量計(jì)算及造價(jià)軟件仍然是一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)3 3 1 1工程量計(jì)算及造價(jià)軟件的未來需求分析3 3 3 3