Прогнозирование деформаций строительных конструкций по результатам геодезических наблюдений

Определение деформации конструкций и инженерных сооружение и прогнозирование процесса их деформации. Анализ методов, применяемых для прогнозирования деформаций строительных конструкций. Анализ информации, полученной посредством геодезических наблюдений.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.04.2018
Размер файла 41,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самарский государственный технический университет

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Поздышева О.Н.

кандидат философских наук

Аннотация

Практические результаты геодезических измерений позволяют не только определить деформации конструкций и инженерных сооружений, но и прогнозировать процесс деформаций. Прогнозирование деформаций сооружений и отдельных его частей производится на основе информации, которую получают различными методами. Обработка такой информации осуществляется методами математической статистики с привлечением аппарата теории вероятностей. В данной публикации приводятся наиболее частые применяемые методы прогнозирования деформаций строительных конструкций по результатам геодезических наблюдений.

Ключевые слова: деформация, геодезия, функция, геодезические наблюдения.

Annotation

Pozdysheva O.N.

FORECASTING OF DEFORMATIONS OF BUILDING STRUCTURES ACCORDING TO THE RESULTS OF GEODETIC OBSERVATIONS

The practical results of geodetic measurements allow not only to determine deformation of structures and engineering structures, but also to predict the process of deformation. Forecasting of deformations of buildings and its parts are manufactured on the basis of information which is obtained by various methods. Processing of such data is carried out by methods of mathematical statistics with the involvement of the probability theory. This publication provides the most common used methods of forecasting of deformations of building structures according to the results of geodetic observations.

Keywords: deformation, geodesy, function, and geodetic observations.

Основная часть

Геодезические наблюдения за деформациями строительных конструкций в результате представляют собой разрозненную количественную форму объективной и точной информации о сложном взаимодействии строительных конструкций с грунтовым основанием и внешней средой. Данная информация является основой для вычисления путем математического моделирования закономерностей развития процессов деформации, проверяемых не только геодезическими, но и комплексными натурными наблюдениями. Полученные закономерности деформаций отдельных сооружений для конкретных локальных условий могут быть обобщены на уровнях, выбранных по заданным критериям однотипности сооружений, однородности инженерно-геологических условий грунтов оснований и близости характера воздействий внешней среды

Практические результаты геодезических измерений могут обрабатываться вероятностно-статистическими методами. Это позволяет не только определить деформации конструкций и инженерных сооружений, но и прогнозировать процесс деформаций с широким применением математических методов анализа.

Современные сооружения в большинстве своем отличаются сложными конструктивными решениями - большой этажностью при относительно малой площади основания или же наличием ответственных технологических линий, располагающихся на значительной территории. Это приводит к тому, что для изучения деформаций отдельных элементов конструкций, технологического оборудования и всего сооружения на них устанавливают специальные деформационные марки, за которыми в последствии наблюдают. Таким образом у организации, проводящей геодезические наблюдения, собирается материал, содержащий большой объем важной информации как непосредственно о полученной опорной геодезической сети, (деформационной сети) и качестве выполненных наблюдений. В итоге и состоянии конструкций сооружения в целом и его элементов в отдельности.

Таким образом ограничиваться классической методикой систематизации и анализа явно не достаточно. Необходимо применение новых, инновационных средств и аппарата математической статистики.

В классических учебниках по геодезии под математической обработкой результатов наблюдений за деформациями строительных конструкций и его частями обычно понимается:

1. Выявление конкретных деформационных характеристик строительных конструкций в целом и отдельных его частей.

2. Оценка достоверности полученных результатов наблюдений.

3. Систематизация информационного материала наблюдений с целью установления количественных характеристик, описывающих основные закономерности в процессе деформаций.

4. Обнаружение зависимости между деформациями и причинами, их обуславливающими, с целью последующего прогнозирования деформационных характеристик строительных конструкций.

Для прогнозирования деформаций строительных конструкций применяется много методов:

- метод множественного корреляционного анализа;

- метод наименьших квадратов;

- метод случайных функций;

- метод Шарле;

- логарифмический ряд и другие.

геодезический деформация конструкция строительный

Метод множественного корреляционного и регрессионного анализа

Этот метод позволяет выявить характер и степень взаимосвязи между показателями, являющимися случайными величинами, а так же обнаружить насколько изменение одной переменной (фактора) в среднем влияет на изменение другой переменной (результативного признака).

При применении корреляционного анализа определяется один показатель, характеризующий степень тесноты взаимосвязи показателей. А при применении регрессионного анализа строится модель регрессии в виде математической функции, которая показывает влияние факторов на некоторый показатель.

Таким образом производя эти анализы одновременно получаем более точные достоверные результаты при наличии большого экспериментального материала со значительным количеством возмущающих факторов.

Решение осуществляется следующим порядком:

- задается матрица со всеми исходными данными;

- исходная матрица преобразовывается в матрицу сумм произведений, по которой составляется корреляционная матрица;

- матрица сумм произведений преобразовывается в матрицу сумм произведений уклонений.

Критерий Фишера (F- критерий) определяет отношение дисперсии функций к остаточной сумме квадратов, которая определяется по разностям фактических и вычисленных значений функций.

Критерий Фишера устанавливает степень надежности результатов, полученных по уравнению регрессии. По таблицам Фишера можно оценивать достоверность результатов с надежностью 99%.

Метод наименьших квадратов

Этот метод является самым распространенным и максимально разработанным из-за своей простоты и эффективности методов оценки линейных параметров. При этом, применяя этот метод, следует соблюдать определенную осторожность, так как построенные с его использованием модели могут не удовлетворять целому ряду требований к качеству их параметров и, поэтому недостаточно “хорошо” отображать закономерности развития процесса.

При применении метода наименьших квадратов аппроксимацию полученных результатов можно осуществить следующими способами:

- линейная функция;

- квадратичная функция;

- периодическая функция;

- параболическое аппроксимирование;

- периодическое аппроксимирование.

Решение задачи всегда начинается с построения графика. Кривая зависимости показывает приблизительно вид искомой функции. Это может быть прямая, парабола какого-то порядка или кривая, показывающая периодический характер функции.

Во многих случаях практически графическое решение задачи, заключающееся в построении сглаживающей (аппроксимирующей) кривой или прямой, оказывается достаточным. Более строгое решение задачи осуществляется параметрическим способом.

Линейная функция

Это такая зависимость, что функция прямо пропорциональна аргументу. Пусть известно, что функция имеет вид:

где k0 и k1 требуется определить, для чего измерен ряд значений х (i =1,…, n) и соответственных им значений y. Ошибками измерений значений х пренебрегают, ввиду их малости, и учитывают только ошибки измеренных значений у. Если поставить условием, чтобы в минимум обращалась сумма квадратов расстояний заданных точек (х, у) от искомой прямой, то такая прямая будет называться вероятнейшей прямой.

Квадратичная функция

Функция имеет вид:

и выражается графической параболой 2-го порядка.

В данном случае не известны коэффициенты ; число измерений должно быть n > 3. Для упрощения вычислений переносят начало координат в точку с координатами

где х и у - результаты измерений.

Функция в этой системе координат примет вид

Задача свелась к нахождению неизвестных k1, k2 и k3.

Так же, как и при линейной аппроксимации. Размерности для х и у выбираются так, чтобы уклонения были по абсолютной величине близки к единице.

где (i=1,…, n)

Периодическая функция

Функция имеет вид

где х изменяется от 0 до 2mр через равные промежутки ?=, где n - четное число, причем m - целое число. Так производят наблюдения периодических функций. Число наблюдений N=2mn.

Так как значения х изменяются через равные промежутки ?=, (n - число четное), то значения аргумента х располагаются симметрично относительно осей координат. Нормальные уравнения имеют вид

Непосредственно по этим формулам находят искомые коэффициенты.

Логарифмический ряд

Логарифмическим рядом называется метод дифференцирования функций, вначале которого находится логарифм функции, а затем подсчитывается производная от него. Такой прием разрешает максимально эффективно вычислить производные степенных и рациональных функций.

Для построения логарифмического ряда обычно пользуются формулой:

Список литературы

1. Большаков В.Д. Теория математической обработки геодезических измерений / В.Д. Большаков, П.А. Гайдаев. М.: Недра, 1977. 367 с.

2. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. / Е.С. Вентцель. М.: Наука, 1964. 576 с.

3. Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей. / А.Н. Колмогоров. М.: Недра, 1968. 437 с.

4. Мазмишвили А.И. Способ наименьших квадратов. / А.И. Мазмишвили. М.: Недра, 1968. 437 с.

5. Маринин Е.И. Вероятностно-статистические методы обработки результатов геодезических наблюдений за деформациями сооружений. / Е.И. Маринин, В.Н. Ткачук. // Вопросы инженерной геодезии в строительстве: межвузовский сборник научных трудов. Самара: СГАСУ. 2013. С. 102.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Анализ алгоритмов построения прогнозной кинематической модели деформации сооружения. Оценка ассиметрии распределения значений случайной величины осадки в сечении. Формула исследования вариации. Методика прогнозирования значений осадки конкретных марок.

    контрольная работа [207,2 K], добавлен 19.03.2012

  • Геодезические методы определения деформаций инженерных сооружений. Виды деформаций и причины их возникновения, исполнительные съемки. Геодезические знаки, применяемые при выполнении наблюдений за деформациями. Определение горизонтальных смещений.

    контрольная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2015

  • Методика, позволяющая применять рекуррентный алгоритм, для контроля грубых ошибок и последующего уравнивания геодезических сетей при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений и земной поверхности. Блок программы для анализа плановых деформаций.

    автореферат [434,7 K], добавлен 14.01.2009

  • Физико-географическая и экономическая характеристика Санкт-Петербурга. Рельеф местности, гидрография. Характеристика здания. Обследование конструкций фундаментов. Методы наблюдения за осадкой сооружения. Расчет сметной стоимости геодезических работ.

    дипломная работа [799,0 K], добавлен 30.05.2015

  • Разработка методики анализа результатов наблюдений за осадками и смещениями крупных электроэнергетических объектов, расположенных в Мексике. Применение спутниковых методов измерений. Научное ее обоснование и определение путей практической реализации.

    автореферат [205,2 K], добавлен 04.01.2009

  • Геологические условия в зоне строительства тоннелей. Анализ колец тоннеля с подробным анализом точности деформационных характеристик применительно к метрополитену г. Тегеран. Методика ориентирования подземных геодезических сетей способом двух шахт.

    автореферат [166,7 K], добавлен 08.01.2009

  • Физико-географические и экономические условия участка работ. Анализ топографо-геодезических материалов на район строительства. Проектирование плановой и высотной сети сгущения. Элементы геодезических разбивочных работ. Способы разбивки осей сооружений.

    дипломная работа [690,7 K], добавлен 25.03.2014

  • Восстановление утраченных межевых знаков. Определение площади земельного участка разными способами. Методика подготовки геодезических данных для выноса в натуру границ запроектированных участков с расчетом необходимой точности геодезических построений.

    методичка [398,2 K], добавлен 30.05.2012

  • Перевод геодезических координат с эллипсоида Вальбека на эллипсоид Красовского, из геодезических в прямоугольные координаты. Измерение углов в треугольниках сети. Уравнение геодезической сети, построенной методом триангуляции, кореллатным способом.

    курсовая работа [58,6 K], добавлен 17.08.2013

  • Общие сведения о геодезических сетях. Рассмотрение особенностей государственной политики в сфере координат и высот. Описание геодезических сетей сгущения. Съёмочные сети и способы их создания. Изучение геодезических знаков для закрепления опорных точек.

    презентация [313,8 K], добавлен 22.08.2015

  • Общие сведения о Карагандинском кадастровом центре. Поверки и юстировки геодезических приборов. Вынос точек в натуру. Рационализация и автоматизация тахеометрической съемки. Межевание земель и камеральные работы. Способы геометрического нивелирования.

    отчет по практике [662,0 K], добавлен 21.02.2012

  • Виды геодезических сетей при съемке больших территорий. Системы координат WGS-84 и СК-95. Измерения в геодезических сетях, их погрешности. Передача координат с вершины знака на землю. Уравнивание системы ходов съемочной сети и тахеометрическая съёмка.

    курсовая работа [95,3 K], добавлен 16.04.2010

  • Основные принципы организации геодезических измерений. Методы построения планов геодезических сетей. Классификация государственных плановых геодезических сетей. Государственная высотная основа. Съёмочные геодезические сети.

    статья [56,0 K], добавлен 04.04.2006

  • Определение нагрузок на подпорную стенку, оценка ее устойчивости. Анализ геомеханических систем, включающих конструкции на грунтовом или подпорном основании. Расчет конструкций, взаимодействующих с грунтом упругим основанием по методу А.Н. Крылова.

    контрольная работа [249,0 K], добавлен 27.08.2011

  • Характеристика геодезических работ при строительстве промышленных сооружений на примере газопровода. Виды геодезических работ при строительстве и эксплуатации объектов. Технология инженерно-геодезических изысканий строительства нового газопровода.

    реферат [993,5 K], добавлен 13.03.2015

  • Схема региональной геодинамики Восточного Средиземноморья и прилегающих областей. Коллизия Аравийской и Африканской плит с Евразийской плитой. Оценка скоростей неотектонических движений. Метод повторных геодезических наблюдений. Основные активные разломы.

    реферат [3,0 M], добавлен 27.12.2010

  • Проверка геодезических инструментов - теодолита и нивелира: определение качества видимых в зрительную трубу изображений, плавности вращения на оси и работы подъемных винтов. Выполнение геодезических измерений, тахеометрическая съемка участка местности.

    курсовая работа [206,7 K], добавлен 24.01.2011

  • Создание новых методов и средств контроля метрологических характеристик оптико-электронных приборов. Основные требования к техническим и метрологическим характеристикам стендов для поверки и калибровки геодезических приборов. Погрешности измерения.

    автореферат [1,2 M], добавлен 08.01.2009

  • Сейсмология и теория метода общей глубинной точки - МОГТ. Расчет оптимальной системы наблюдений. Технология полевых сейсморазведочных работ: требования к сети наблюдений в сейсморазведке, условия возбуждения и приема упругих волн, спецоборудование.

    курсовая работа [332,0 K], добавлен 04.02.2008

  • Структура и содержание топографической карты. Условные знаки. Измерение расстояний между точками. Определение географических (геодезических) координат. Расчет истинных и магнитных азимутов, абсолютных высот точек превышений. Уклоны и углы наклона линий.

    лабораторная работа [178,8 K], добавлен 03.11.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.