XXXX中心位于XXXX商务核心区域，地理位置优越，是XX新一轮城市发展的重点区域。XXXX中心由1栋主塔楼、1栋办公辅楼、1栋公寓辅楼及裙楼组成。其中，主塔楼总建筑面积约为40万平方米，总高度超过606米以上，地上125层，地下6层，是一幢集办公、酒店、公寓等多功能于一体的超高层建筑，一个独特塔冠和穹拱位于塔楼顶部，凸显塔楼独特的建筑风格。建成后的XX中心将是华中第yi高楼，成为XX市的标志性建筑。

　　为了有效地承担水平力(风荷载和地震荷载)，XXXX中心主塔楼采用核心筒+外伸桁架+(外周)巨型框架结构体系(如图1.1-1所示)，包括强大的组合剪力墙、微倾的巨型SRC组合柱和曲线型的环带桁架，形成了多道设防的布置特征。结构构件的位置和几何形状都经过了精心地优化以满足强度、刚度和稳定性的要求，同时与建筑设计达到完美的结合。

　　为实现XXXX中心大厦全生命周期不同阶段的结构性能监测，结构健康监测系统包括施工阶段监测系统及使用阶段监测系统。施工阶段性能监测系统的设计充分考虑了与使用阶段性能监测系统的相关性，各类传感器的布置在满足施工监测系统的要求下兼顾了结构使用阶段性能监测系统的要求。

　　结构健康监测系统的建立参考以下资料：

　　《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001，2009年版);

　　《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010);

　　《工程测量规范》 (GB50026-2007);

　　《建筑变形测量规范》 (JGJ8-2007);

　　《全球定位系统(GPS)测量规范》 (GB/T 18314-2009);

　　《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001);

　　《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);

　　《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);

　　《公共建筑结构监测技术规范》(征求意见稿);

　　施工总包单位的施工组织计划;

　　甲方提供的图纸及其他相关资料。

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　　结构健康监测指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应，损伤敏感指标的提取，损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。

　　建立相应的健康监测系统对保证结构在施工过程以及运营期间的安全、适用具有重大作用:

　　1) 即时了解结构施工过程中的结构性状，实现对项目过程的有效控制;

　　2) 监测全寿命周期内的结构性状，发现荷载及结构响应的异常和结构损伤，确保结构的运营安全;

　　3) 预警极端灾害事件，评判灾害事件造成的损伤程度及部位，为业主进行灾害应急管理提供决策依据;

　　4) 为结构运营阶段的检查和维护方案提供信息和依据;

　　5) 实测获得的地震和结构动力响应将指导未来的超高层建筑设计，也为超高层建筑结构新技术的研究提供重要参考。

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　　传统的结构设计理论是针对已建成的完整结构，一次性的施加运营阶段的各种可能的荷载，在此基础上完成结构或构件的验算。多数情况下，这种方法未考虑施工过程中结构的安全性以及施工过程中结构变形及内力的发展演变历程。因此，依据XXXX中心主塔楼结构的具体施工方案进行施工过程的模拟分析就显得非常必要。

　　1) 确保施工过程结构的安全可控，为制定合理的结构施工方案提供理论佐证。

　　施工过程中结构的形体构成、边界条件、外部荷载等均在不断的发生变化，与传统结构设计所描述的结构状态不完全一致，甚至差异显著。因此，施工过程的模拟分析成为对传统结构设计的补充，根据模拟分析结果可以评价施工方案，保证施工过程的安全、可控，实现竣工结构满足设计要求的目的。

　　2) 与监测结果相互印证、评gu施工过程中的结构性状。

　　监测关注的是当前结构的实际现状。结构施工过程的模拟分析可以预测结构施工过程中的受力状态和几何形态，该理论分析结果作为标准指明了结构应有的状态，与监测结果进行对比、印证，就可以更全面、准确的ping估结构的当前性状。当结构的实际状态与应有状态出现偏差时，经过偏差分析可以确定预期应调整的方向。

　　3) 预测结构的响应规律，采取工程措施保证竣工结构满足设计要求。

　　塔楼结构在施工过程中会受到各种因素(如温度、风荷载、施工荷载以及混凝土收缩徐变等)的影响，特别是当塔楼建造到一定高度时，这种影响累积的结构位移会给结构初始安装姿态的确定带来困难，即构件的放样、制作将非常复杂。此外，不同区域结构变形的差异会使相关结构产生安装内力，这种安装内力也会为未来运营期的结构带来安全隐患。通过施工过程的模拟分析，预测结构的位形及内力响应规律，在此基础上，采取工程措施使竣工结构的几何形态和内力状况zui大限度地逼近设计要求。

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　　结构健康监测--结构响应监测

　　1.1 位移监测。

　　结构位移监测拟在塔楼主体结构的中心布置二个全球定位系统(GPS)。用于监测主体结构在风荷载以及可能产生的地震作用下的水平位移jue对值。沿塔楼高度方向，在关键楼层处布置倾角仪，用于监测房屋中心点处的水平位移，因此应布置在核心筒连续的竖向墙体上。同时结合加速度仪的布置，可以得到结构整体的实时响应，实时掌握结构的整体性状。

　　1.2 加速度监测。

　　结构动力特性是反映结构性状的一个最重要、最直接的性能指标。在关键楼层布置加速度仪不仅可以获得结构的自振周期、频率以及阻尼，而且可以实时记录结构在风荷载、地震荷载作用下结构的反应。对于超高层建筑，前5阶反应及前15阶模态是最为重要的。因此，动力响应传感器数量及布置应能获取使用阶段状态下结构的前五阶X向平动、Y向平动和前三阶扭转，不少于15阶模态的周期、振型和阻尼比。

　　1.3 应力应变监测。

　　测量塔楼关键构件的应变，关键构件包括：

　　1) 伸臂桁架和环带桁架的关键部位的上弦、下弦和斜腹杆;

　　2) 典型层巨柱的钢骨、钢筋和混凝土，交叉斜撑与巨柱相连的应力复杂部位;

　　3) 典型层核心筒的角部暗柱、核心筒内埋钢板和混凝土的关键部位;

　　4) 典型层的角部暗柱钢骨、墙身钢筋和混凝土;

　　5) 巨柱间的交叉斜撑;

　　6) 特殊楼层的水平桁架、梁;

　　7) 穹拱及塔冠钢结构

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　　目前我国土木工程事故频繁发生，如桥梁的突然折断、房屋骤然倒塌等，地震、洪水、暴风等自然灾害也对建筑物和结构造成不同程度的损伤;在Northridge和1995年日本神户(Kobe)的大地震中，一些建筑物在遭受主震后并未立即倒塌，但结构却已受到严重损伤而未能及时发现，在后来的余震中倒塌了。还有一些人为的爆炸等破坏性行为，如美国世贸大褛倒塌对周围建筑物的影响，这些都造成了重大的人员伤亡和财产损失，而且已经引起人对于重大工程安全性的关心和重视、对结构性能进行监测和诊断，及时地发现结构的抗伤，对可能出现的灾害进行预测，评gu其安全性已经成为未来工程的必然要求，也是木工程学科发展的一个重要领域。

　　健康监测系统及其组成：一般认为健康监测系统应包括下列几部分：

　　传感器系统，包括感知元件的选择和传感器网络在结构中的布置方案。

　　数据采集和分析系统，一般由强大的计算机系统组成。

　　监控中心，能够及时预测结构的异常行为。

　　实现诊断功能的各种软硬件，包括结构中损伤位置、程度类型识的zui佳判据。

　　传愿器监测的实时信号通过信号采集装置送到监控中心，进行处理和判断，从而对结构的健康状态行ping估，若出现异常，由监控中心发出预警信号，并由故障诊断模块分析查明异常原因，以便系统安全可地运行

　　本项目采用1+2型GPS 监测方案，即一个固定站(基站)和二个移动站。当结构施工到相应监测楼层时，在结构刚度中心及角部各布置两个移动站，用来测试结构的整体水平位移。由于结构的运动除了两个方向的水平平动外还可能有绕中心的扭转，根据两个测点的测试结果可以计算出结构的扭转相应。

　　固定站的安装标准要求很高，需要选择距离移动站600m之内一个开阔场地采用挖坑深埋方式布设固定站，作为移动站的差分参考。如果工地现场的条件不够，可以考虑直接采用当地政fu的大地监测网络基准站，通常他们具有更高的安装精度，一般数据的获得需要付费。

　　移动站安装在结构上之后，结构一直在振动，因此，移动站的零点选择也是比较困难的。零点的标定可以采用如下步骤实现：振动位移可以通过加速度计和激光位移计，通过振动台给出不同频率和振幅的振动，然后由测到的GPS振动位移与加速度计和激光位移计测到的振动位移相比，从而验证GPS测定振动位移的精度。用同样的方法，通过激光位移计测到的平动位移(平均位移)验证GPS的平均位移精度。

　　由于本结构超高，建筑地面的 GPS 参考站信号会被周围建筑阻挡;因此本项目拟在塔楼开阔场地不动点处布置1个GPS参考站，其与2个GPS流动站组成一个完备的GPS 观测环路，以提高GPS观测的可靠性，GPS在平面的布置点如图 6.5?4。当结构施工到相应监测楼层时，在所监测楼面中心处和外筒各布置一台GPS观测站监测结构的水平方向位移。结构的测试楼层主要为10个加强层。由于结构的运动除了两个水平方向平动外还可能有绕中心的扭转，根据中心点和外筒测量得到的运动可以计算出结构的扭转。