2010年注册一级结构工程师基础辅导资料：高层建筑钢结构安装测量

一。工程背景
    随着建筑市场的发展以及建筑水平的提高，高层和超高层钢结构建筑逐步增多。在钢结构工程安装过程中，测量是一项专业性较强又非常重要的工程，测量精度的高低直接影响到工种质量的好坏，是衡量钢结构工种质量的一个重要指标。
    上海浦东国际金融大厦是一座高达226M的超高层钢结构工程，地处东方明珠附近，是目前上海仅次于经贸大厦的超高层钢结构建筑，该工种地下3层，地上53层，中央核心筒为劲性钢筋混凝土结构，外围是由19节钢柱组成的钢结构。工程采用"天圆地方"的设计方案，造型新颖。美观，但结构复杂、施工难度大，安装精度要求高。
    高层建筑钢结构测量时首先根据底层的控制点向施工层面投点，然后根据投点进行各钢柱的放样。放样的精度一方面取决于投点的精度，另一方面取决于施工放样的方法。为提高钢结构测量的精度，对从底层引上来的点进行边角测量，再进行平差处理，提高控制点的精度；施工放样时若使用常规仪器如经纬仪。钢尺按常规放样方法，由于受施工现场条件的限制，外业放样人员须进行大量繁锁的计算工作，实际测量要求的作业人员很多，因此不仅精度低、速度慢、容易出错。鉴于此种情况，开发一套适用主高层钢结构建筑安装的实时测量系统是非常的，利用便携式计算机直接读取全站仪的测量数据，通过软件自动进行处理，简化外业测量工作，并能提高精度。
    二。引点
    通过预埋孔，从底楼基准控制点运用莱卡ZL天顶仪配合DL2激光议依次投测到所需施工楼层，并用激光接收板接收。慢慢旋转铅直仪（0o、90o 、180o 、270o 、360o），便在接收板上得到一个激光圆，圆心即为该控制点的接收点。对接收点组成的控制网进行角度、距离测量，由于投点存在误差，因此测量的角度和边长与已知存在一定的差异，需进行平差处理，以提高控制点的精度。由于每个点都可能存在投点误差，因此本工程采用逆自由网平差，下面阐述具体的模型及计算过程。
    首先按边长和方向列误差方程式：
    式中，n为观测值个数，m为未知数个数。
    坐标近似值采取底层控制点的已知坐标，在伪逆平差时保持了这些点的重心坐标以及各点到重心坐标的±１mm向径加权方位角以该向径距离平方为权的带权平均数保持不变。实际平差时获得的各点精度均小于，从而保障了施工测量放样的精度，以此作为本楼层细部平面放线的依据。由于引上来的点为空心，无法测定其高程，高程标志一般放置于核心筒的封面上，用钢尺传递高程时，在进行放样时，安置仪器于控制点上，仪器横轴的高程可以由全站仪视线水平读取标尺的读数获得，这样就可以进行三维坐标的放样。若引点不够多，或楼层形状改变时可由已有的控制点加密出一些新的控制点，然后再进行引点。
    三。钢结构安装
    实时测量系统针对常规测量存在的问题，采用VB和ACCESS数据库相结合开发了Windows95下的实时钢结构测量系统，系统采用便携式计算机与全站仪相连，通过放样程序操纵全站仪进行测量，自动取得测量数据，计算显示出点位和纠偏信息，当偏差满足要求时就可以将测量的数据存入数据库进行管理、绘图打印报表等。下面分别对实时钢结构测量系统中的几个问题进行阐述。
    1. 临时控制点的测定方法与精度楼层施工时，纵横钢梁较多，视线经常被挡，因此仅在几个引测的控制点上难以满足施工测量的需要。根据现场情况选定合适的位置，既能看到已知点又适合施工放样。首先控制点坐标可以由以下几种方法测定：一是极坐标法，需在已知点上设站测量边长和角度，该种方法其误差一般不受控制点网形的影响，误差主要来自角度和边长的测量误差，一般其点位的误差可达到2－3mm.二是采用前方交会方法，需在两个已知点上放置仪器，且待定点的点位误差受网形的影响较大。三是仪器直接放在待定点上进行距离交会，其点位误差同样受网形的影响很大，当待定点位于以两个已知控制点为直径的圆周上时，其误差

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