sistem pemantauan kinerja struktural jangka panjang untuk shanghai tower

8/19/2019 Sistem Pemantauan Kinerja Struktural Jangka Panjang Untuk Shanghai Tower

1/9

sistem pemantauan kinerja struktural jangka panjang untuk

Shanghai Tower

ABSTRACT

Shanghai Tower, saat ini sedang dibangun di Shanghai , Cina , adalah supertinggi sebuah

membangun dengan ketinggian 632 m . Shanghai Tower akan menjadi gedung pencakar

langit tertinggi di China setelah selesai . Struktur ini terdiri dari ban dalam dinding inti , outer

mega -frame , dan total enam tingkat outriggers ang menghubungkan tabung dan frame .

Struktur perlu penelidikan skala penuh komprehensif untuk memahami na struktural

!inerja ketika mengalami beban mati , angin kencang , gempa bumi , dan suhu , diberikan

tinggi supertinggi dan konfigurasi struktural ang kompleks . Sebuah canggih sistem

pemantauan kinerja struktural ang terdiri dari lebih dari "## sensor adalah dirancang untukbaik di - konstruksi dan in-ser$ice real- time monitoring pencakar langit .

%akalah ini melaporkan sistem struktural dan memberikan rincian tentang kinerja sistempemantauan . &itur kunci dari sistem monitoring adalah sebagai berikut ' ( ) * instalasisimultan sensor dan sistem akuisisi data dengan struktur konstruksi untuk merekam nilaiawal + ( 2 * pengukuran penelesaian struktural dan perpindahan pada tahap konstruksiang berbeda + ( 3 * pengukuran langsung dari beban angin pada fasad struktur melaluisensor tekanan 2 angin + dan ( " * pengukuran struktural kemiringan dan deri$asi daribergoang struktural pada ketinggian ang berbeda menggunakan "# inclinometers . atapemantauan awal , ang meliputi deformasi dan regangan stres hingga tahap konstruksiini, juga disajikan dan dibahas .

KEYWORDS

Supertall /uilding, %ega-frame-core-wall Structural Sstem, Structural performancemonitoring

1. Introduction

/anak bangunan supertinggi telah dibangun di seluruh dunia dalam dekade terakhir untukmemenuhi kebutuhan ekonomi dan sosial masarakat , khususna di 0sia . 1ang baruenerasi bangunan supertinggi dirancang untuk menjadi lebih fleksibel , ramping , dan$isualmenarik , ang menimbulkan tantangan khusus untuk keselamatan dan kinerja mereka .menurut angkaanalisis dan laboratorium skala percobaan telah dilakukan untuk memprediksi struktur kinerja bangunan supertinggi di bawah berbagai kondisi pembebanan . amun,kinerja bangunan supertinggi di bawah kondisi konstruksi dan laanan ang sebenarnaadalah4su utama ang belum komprehensif diselidiki karena saat inikekurangan pengalaman ang ada , cukup, dan dewasa berkaitan dengan supertinggipraktis

bangunan . 5leh karena itu , kinerja struktural harus dipantau secara real -time untukmenjamin keamanan dan ser$is selama tahap konstruksi dan laanan.


2/9

pemantauan kesehatan struktural baru-baru ini dikembangkan ( S% * teknologimenawarkan baiksolusi dalam mengukur lingkungan bongkar mekanisme respon dan memberikaninformasi real -time tentang peristiwa ekstrim ang dapat mempengaruhi operasi , ser$is ,ataukehandalan keselamatan ( 0ktan et al 2###+ . /rownjohn dan 7an 2##8* . 0plikasi dariSistem S% ke struktur bangunan ang kurang luas dibandingkan dengan berbagai kasusstudi dan implementasi sukses dan operasi S% ke jembatan ( !o dan i2##9+ Sohn et al . 2##"* .

Sebagian dari pemantauan ang dilakukan pada gedung-gedung tinggi (atau menara* telahditujukanmengukur lingkungan bongkar mekanisme respon untuk angin kencang dangempa bumi dengan pemasangan sensor canggih. %isalna, /rownjohn et al. ()::8*mendirikan program monitoring jangka panjang untuk 28# m 69-cerita tinggi menara kantor diSingapura untuk memantau respon dinamis struktur dan melacak kinerja struktural

selama dan setelah konstruksi. Sebuah pengukuran skala penuh dari respon percepatanpada#-bangunan bertingkat di ong !ong di bawah topan kuat dilakukan (;i et al. 2###*.asil pengukuran dibandingkan dengan hasil model terowongan angin untukmengidentifikasi karakteristik respon struktural ang disebabkan oleh angin. skala penuhsejenispengukuran respon akselerasi dilakukan untuk 2## m uangdong tinggi/angunan 4nternasional (;i et al., 2##"* dan "2#,9 m tinggi


3/9

disajikan . ;atihan pemantauan praktis dijelaskan dalam makalah ini memberikan desainer ,kontraktor , dan peneliti dengan berharga data real-time dalam hal kinerja struktural selamakonstruksi

2. Shanghai Tower

Shanghai Tower, saat ini sedang dibangun di dekat "2) m


4/9

tikungan searah jarum jam pada sekitar (2% ) sepanjang ketinggian bangunan .Bangunan inidibagi menjadi sembilan *ona di sepanjang tingginya dipisahkan oleh delapan penguatanindependenlantai + ambar . (b - . Bangunan ini akan digunakan untuk ruang kantor , fasilitashiburan ,

"otel dan langit & kebun , serta berbagai tempat ritel dan budaya + ing et al . 2%(%- .

The Shanghai Tower mengadopsi sistem struktur mega -frame -core - wall , ang terdiri dinding intiban dalam , outer mega -frame , dan total enam tingkat outriggers antara tabung dan frame( ambar . 2 * . 5utriggers ditetapkan sepanjang ketinggian bangunan di >ona 2 , " , 9 , 6 , , dan 8.7ost- grouting tumpukan bosan bekerja untuk fondasi struktur

Core wall inner tube system

Tabung dinding inti yang berbentuk persegi dengan dimensi 3% m / 3% m dibagi menjadisembilan sel di bagian ba0ah bangunan . 1erubahan dinding inti sepanjang ketinggianbangunan. Empat penjuru dinding inti persegi sebagian dihapus di *ona dankemudian lebih lanjut dihapus menjadi pengaturan silang + sel - di *ona sebelummembentukpersegi panjang + 3 sel - pada bagian atas tabung + ambar . 3 - . 4etebalan dinding intiber5ariasidari (,2 m di bagian ba0ah bangunan dengan minimal %, m di atas . Bajapiring yang tertanam dalam ens dan 0eb dinding tabung inti dari ba0ahmembangun untuk membentuk dinding geser komposit , yang mengurangi ketebalandinding dan meningkatkandaktilitas . 76% kelas beton, sesuai dengan kode 7ina + B %%(% , 2%%2- ,digunakan untuk dinding inti .

Outer mega-frame system

%ega -frame terdiri dari delapan kolom super, empat kolom sudut , gulungan radial , dan kotak dua

lantai tinggi gulungan sabuk ( ambar . " * . elapan kolom ang super meluas ke >ona 8 ,sedangkan empat kolom sudut meluas ke >ona 9. =mpat sudut kolom dirancang terutama untukmengurangi rentang dari gulungan kotak belt bawah >ona 6. Semua kolom secara bertahap miring


5/9

dalam arah $ertikal menuju pusat tabung inti . 4tu dimensi maksimum kolom ang super menurun dari9,3 m B ",3 m di tingkat bawah tanah untuk minimum 2," m B ),: m di bagian atas kolom . radialgulungan dipasang di lantai penguatan setiap >ona untuk mendukung memutar sebuah sistemdinding tirai kaca berlapis ganda di sekitar seluruh bangunan . Sebanak delapan bo dua lantaitinggi gulungan sabuk di masing-masing >ona dirancang sebagai mentransfer gulungan untukmeningkatkan momen perlawanan dari kolom secara efektif .

Floor system

Sebuah ren#ana lantai standar di *ona 2 ditunjukkan pada ambar . . 8antai standardibuat daridek komposit dengan lembaran baja dipro9lkan sebagai bekisting ba0ah permanen

untukbertulang beton . 8apisan dalam dinding tirai ka#a diatur di sepanjang pinggiranlantai lempengan , sedangkan lapisan luar melekat pada gulungan radial .

3. sistem pemantauan kinerja StrukturalStrain dan tekanan di komponen penting , defleksi dan penelesaian seluruh struktur , dan kinerjastruktur bangunan di bawah beban ekstrim selama tahap konstruksi dan laanan struktur angkompleks ini adalah keprihatinan utama desainer , kontraktor , dan klien .

Sebuah sistem pemantauan kinerja struktural #anggih sedang dipasang untuk memonitor

kinerja bangunan selama konstruksi dan tahap pelayanan . :niSistem akan memastikan bah0a kesalahan konstruksi dalam struktur akan berada dalamdiijinkanbatas yang ditentukan dalam desain . Sistem pemantauan di & konstruksi akandiperpanjanguntuk pemantauan in&ser5i#e setelah penyelesaian struktur

The S% sistem %enara Shanghai telah dirancang sesuai dengan konsep desain modular , angdalam operasi praktis di Tsing %a Suspension /ridge ( @u dan @ia , 2#)2* dan %enara Canton ( i etal . , 2##:* . i- konstruksi sistem pemantauan terdiri dari empat modul ' sistem sensorik , akuisisidata dan sistem transmisi , pengolahan data dan sistem kontrol , dan kinerja struktural sisteme$aluasi .

Sistem sensorik bertanggung ja0ab untuk mengumpulkan data mentah dari berbagaisensor . :tuSistem sensorik terdiri dari lebih dari $%% sensor dengan (( jenis yang berbeda + Tabel( - .Sensor ini dikerahkan untuk memantau tiga parameter kategoris ; beban +angintekanan, temperatur struktural , dan gempa bumi - , respon struktural + pemukiman,kemiringan , perpindahan , saring , dan per#epatan - , dan dampak lingkungan + ambientsuhu dan angin - . Tata letak sensor diilustrasikan pada ambar . 6 .

Sistem e5aluasi kinerja struktural terdiri dari e5aluasi kondisisistem dan kinerja dan keselamatan sistem penilaian struktural . 4ondisi

sistem e5aluasi terutama digunakan untuk menge5aluasi kondisi struktural segeramelalui perbandingan dari data pengukuran statis dan dinamis dengan desain


6/9

parameter ,


7/9

5. Settlement, levelness, and horizontal displacement monitoring

9. 7enelesaian , meratakan , dan pemantauan perpindahan horisontal

1eningkatan penyelesaian yayasan dan deformasi kompresi antaralantai atas dari meningkatnya bobot mati selama pembangunan supertinggibangunan . penyelesaian non & seragam atau penurunan yang berlebihan dapatmenyebabkan ketidakstabilan selama

konstruksi. Selain itu, ketinggian lantai setelah selesainya struktur memilikiuntuk memenuhi persyaratan desain . =leh karena itu , perlu untuk mengukur tepat0aktu dan menganalisistren di pemukiman yayasan , memprediksi penyelesaian lantai atas dan mengidenti9kasiperbedaan maksimum , dan mere5isi nilai prediksi sesudahnya .

Sebuah stasiun total dan tingkat digital ang digunakan untuk memantau ele$asi lantai dasar danlantai atas . ;antai ele$asi pada titik-titik kontrol diukur dari lantai dasar ke lantai atas , di mana totalstation digunakan sebagai stasiun transit . Selain itu , serangkaian poin di lantai pemantauan disekitar dinding inti dan super kolom berfungsi sebagai titik acuan untuk mengukur penelesaian relatif dan le$elness dari lantai atas . 0kibatna , penelesaian nata dari monitoring atas ;antai diperoleh

dari pemukiman relatif ditambah penelesaian lantai dasar . 7enelesaian lantai dasar memberikannilai referensi penting bagi menge$aluasi ketinggian diatur sebelumna dari ketinggian lantaisesudahna . pengukuran harus dilakukan selama angin dan suhu kondisi ang stabil untukmeminimalkan pengaruh faktor lingkungan dan dengan demikian meningkatkan presisi pengukuran .

8okasi titik pengukuran ele5asi di setiap lantai pemantauan diperlihatkan!ra. >. Total penyelesaian titik pengukuran di lantai dasar ditahap konstruksi yang berbeda ditunjukkan pada ambar . (%. "asil penelitianmenunjukkan bah0a perubahan yangtren pemukiman di lokasi yang berbeda pada dasarnya konsisten . Selain itu , totalnilai penyelesaian umumnya dalam perjanjian dekat dengan selisih ? mm , yangmenunjukkan bah0a yayasan tidak memiliki penyelesaian non & seragam signi9kan .

!etinggian dari lantai pemantauan atas diukur relatif terhadap aasan lantai. Delatif penelesaian


8/9

dinding inti ( dari


9/9

faktor kun#i yang mempengaruhi ketepatan posisi. =leh karena itu, satu tes dilakukanpadasitus konstruksi untuk menge5aluasi akurasi pengukuran menggunakan 1S real&timesur5ei kinematik. alam tes, titik tetap di tanah, yang terletaksekitar 2%% m dari struktur, terpilih sebagai stasiun referensi. :tuStasiun ro5er itu tetap dalam posisi stabil di atas dinding inti ban dalam +sekitar

(?% m- untuk mengukur posisinya se#ara real time saat terkena angin lemah. Selamates, stasiun 1S ro5er tidak menerima sinyal satelit #ukup. Selain itu,ketepatan arah horisontal luar 2 #m, indikasi bah0a #rane dibagian atas dan gedung&gedung tinggi di sekitar Menara Shanghai mempengaruhikeakuratansinyal 1S.

. Strain!stress monitoring

4etegangan dalam komponen yang berbeda dari struktur ini terus dipantau selamakonstruksi untuk menge5aluasi keamanan struktur dan untuk memantau tingkat stresstruktural .Strain di lantai 2 , , , 6 , dan (2$ dipantau + br. 6 - . en#ana 1osisipengukur regangan ditunjukkan pada ambar . ($. egangan untuk ban dipasang padatigabagian + lantai , , dan 6 - . pengukur regangan untuk frame mega luar tertanamdalamkolom super pada empat bagian + lantai 2 , , , dan 6 - . pengukur regangan untukgulungan #adik diinstal pada tiga bagian + lantai , 6 , dan (2$ - . rin#iposisi dari pengukur regangan ditunjukkan pada ambar . ( .

/ergetar ketegangan pengukur kawat ang tertanam sebelum beton dituangkan untuk mengukur strain beton . Strain dan suhu setiap sensor ber$ariasi selama hidrasi dan tahap penusutan awalsetelah menuangkan beton . ketegangan dan Suhu dapat dianggap sebagai nilai awal ketika

pembacaan stabil.

Strain sensor tertanam dalam komponen beton termasuk ketegangan disebabkan oleh kekuataneksternal , penusutan , dan ketegangan creep beton . penusutan dan meraap regangan dapatdihitung dengan menggunakan persamaan tersedia atau pengukuran situs ( @ia et al . , 2#))* .Setelah itu , tekanan dari struktur dihitung dari strain bersih pengukuran dengan mengalikanmodulus , di bawah asumsi bahwa komponen terutama dalam keadaan stres uniaksial .

=$olusi stres di permukaan pelat baja ang tertanam di tabung batin ditunjukkan pada ambar . )6.tegangan tekan secara bertahap meningkat seiring dengan konstruksi kemajuan. Tekanan padasemua titik ang agak kecil dibandingkan dengan kekuatan material . 7erubahan tren stres dari

pengukuran lapangan berada dalam perjanjian dengan &= memodelkan prediksi , meskipunbeberapa perbedaan ang ada di antara mereka . perbedaan tersebut mungkin karena faktor-faktor berikut ' ) * komponen dapat dikenakan kepada negara-negara stres 3 + amun , pengukuran hanadilakukan di ) + 2 * non - seragam distribusi temperatur seluruh hasil struktur dalam tegangan termalpada komponen + dan 3 * pengukuran kebisingan .

sistem pemantauan kinerja struktural jangka panjang untuk shanghai tower

Documents