某公园楼栋自由曲面薄壳结构自动化监测

1. 项目简介

某公园创新基地是集工业设计产业链延伸、服务延伸、生活延伸为一体的全景化智慧生态园区，整体用地面积约43亩，总计容建筑面积约6.2万平方米。其中一栋表面为全清水混凝土自由曲面薄壳结构，以61米跨度33米宽度及31米高度，该壳体整体结构复杂，曲面不规则，曲率变化大，从底到顶、中间到边缘均为300-700毫米厚的渐变截面，施工难度极大，突破了壳体三维空间定位、变曲率钢筋制作、变曲率模板背楞加工等难题，完美塑造了设计师笔下的自由曲面形态，充满设计与美感，在该类型建筑中处于全球领先位置。

2. 监测目的

本次项目主要针对混凝土自由曲面薄壳结构做自动化监测，由于其壳体整体结构复杂性，使其受力具有一定特殊性，其监测的核心目的在于通过智能化技术手段，保障这类特殊建筑形态的全生命周期安全与性能优化，同时推动建筑技术的创新发展；

3. 点位布设

根据根据《建筑变形测量规范》JGJ8-2016，具体规定如下：

（1）水平位移监测

①建筑水平位移按坐标系统可分为横向水平位移、纵向水平位移及特定方向的水平位移。横向水平位移和纵向水平位移可通过监测点的坐标测量获得。特定方向的水平位移可直接测定。

②水平位移的基准点应选择在建筑变形以外的区域。水平位移监测点应选在建筑的墙角、柱基及一些重要位置，标志可采用墙上标志，具体型式及其埋设应根据现场条件和观测要求确定。

（2）倾斜监测

①当测定顶部相对于底部的整体倾斜时，应沿同一竖直线分别布设顶部监测点和底部对应点。

②当测定局部倾斜时，应沿同一竖直线分别布设所测范围的上部监测点和下部监测点。

③倾斜观测的周期，宜根据倾斜速率每1月~3个月观测1次。当出现基础附近因大量堆载或卸载、场地降雨长期积水等导致倾斜速度加快时，应提高观测频率。施工期间倾斜观测的周期和频率，宜与沉降观测同步。

④倾斜观测作业应避开风荷载影响大的时间段。对于高层和超高层建筑的倾斜观测，也应避开强日照时间段。

（3）裂缝监测

①对建筑上明显的裂缝，应进行裂观测。缝观测应测定裂缝的位置分布和裂缝的走向、长度、宽度、深度及其变化情况。深度观测宜选在裂缝最宽的位置。

②对需要观测的裂缝应统一编号。每次观测时，应绘出裂缝的位置、形态和尺寸，注明观测日期，并拍摄裂缝照片。

③每条裂缝应至少布设3组观测标志，其中一组应在裂缝的最宽处，另两组应分别在裂缝的末端。每组应使用两个对应的标志，分别设在裂缝的两侧。

4. 测点统计

（1）无线倾角振动传感器

无线倾角振动传感器采用内置高密度锂亚电池供电，2/3/4G全网通通信方式，实现了传感、供电、采集、通信于一体的结构设计。

无线倾角振动传感器内部集成三轴MEMS加速度传感器、磁力计、定位模块，实现多要素采集。

无线倾角振动传感器采用极低功耗设计+变频采集模式控制系统功耗。低功耗模式下，自动降频采集(400Hz)，需要定时采集或传感器发生倾斜或振动时，立即切换至工作模式，高频采样(2000Hz)并连续加报。

（2）一体式无线裂缝计

一体式无线裂缝计能够自动采集裂缝的扩张与收缩的数据，通过4G无线网络把裂缝数据传输到后台服务器上，通过云端查看服务器上裂缝计测量到的数据，从而实现对裂缝变化的实时监测。一体式裂缝计主要应用于大批量裂缝、位移数据的采集，是一种物联网传感器，具有低功耗、高精度、安装便捷的特点。

一体式裂缝计主要用于铁路、公路、桥梁及民用建筑（房屋、古建筑）、隧道、水利水电工程等裂缝的自动化监测。测量混凝土、岩石和结构物裂缝的伸缩或开合度，也适用于各种结构物的位移测量，适应长期监测和自动化定期测量。

5. 现场图片

6. 岩创可视化平台数据展示 

本项目通过岩创可视化云平台观查数据，根据设置报警值，数据变化达到预警值时通过短信、电话等方式及时通知，提供有效预警，提高了建筑物管理的效率和安全性，构建一个全面的安全监测体系；同时保障这类特殊建筑形态的全生命周期安全与性能优化，同时推动建筑技术的创新发展；我们将持续创新，以提供更有力的技术保障。