建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)—超高層建筑一份 “安全感”

超高層建筑往往是城市經(jīng)濟繁榮的象征，高強度鋼材、高性能混凝土等新型建筑材料的不斷涌現(xiàn)，也為超高層建筑提供了更堅實的結構支撐。但它也是一把“雙刃劍”，提升城市形象、優(yōu)化城市空間結構的同時也存在著巨大的威脅。江蘇省早已規(guī)定城區(qū)常住人口 300 萬以上城市不得新建 500 米以上建筑，嚴格限制新建 250 米以上建筑等。

超高層建筑通常集商業(yè)、辦公、居住等多種功能于一體，發(fā)生事故時建筑本身會遭受嚴重破壞，還可能對周邊的基礎設施、商業(yè)環(huán)境等產(chǎn)生連鎖反應，其影響與危害遠遠超出普通建筑好幾倍。WITBEE?萬賓科技?建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)作為超高層建筑的貼身“管家”，在無形之中給超高層建筑一份 “安全感”，也成為監(jiān)管人員手中保護城市生命線的科技“武器”。

一、結構復雜與高度帶來的監(jiān)管挑戰(zhàn)

1.超高層建筑結構包含多種結構體系和大量的構件，如高聳的塔樓、復雜的裙房結構、轉換層等，需要在不同部位合理布置監(jiān)測點以全面獲取結構信息。

2.超高層建筑在風荷載、地震作用等動態(tài)荷載下會產(chǎn)生復雜的振動響應，包括水平位移、扭轉、豎向振動等，不同部位的響應特性差異大，需要實時、準確捕捉和分析這些復雜的結構響應以評估結構的安全性。

3.超高層建筑豎向高度大，不同樓層之間以及建筑內(nèi)外的溫度差異明顯并且會引起結構的熱脹冷縮變形。這種溫度變形在超高層建筑中更為突出，可能導致結構構件產(chǎn)生附加應力，且溫度變化具有周期性和不確定性。

4.超高層建筑的安全監(jiān)測會產(chǎn)生結構響應數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、設備運行數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)具有多源、異構、非線性等特點，數(shù)據(jù)的存儲、管理和分析需要強大的計算能力和專業(yè)的數(shù)據(jù)處理技術。

二、建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)如何應對

1.建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)配備了高精度、多維度的監(jiān)測設備，如傾斜振動監(jiān)測儀、GNSS監(jiān)測一體機、智能結構診斷器等，可同時對超高層建筑在風荷載、地震作用下產(chǎn)生的水平位移、扭轉、豎向振動等復雜振動響應進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集。它利用先進的信息處理技術、人工智能算法等對采集到的振動數(shù)據(jù)進行分析，精準判斷結構在不同工況下的健康狀態(tài)。

2.建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)依托在建筑內(nèi)部不同樓層以及建筑外立面等關鍵位置合理分布的智能溫度傳感器等，全面監(jiān)測建筑內(nèi)外的溫度變化，預測結構因熱脹冷縮產(chǎn)生的變形以及由此導致的附加應力。工作人員也可以對對長期的溫度變化數(shù)據(jù)和結構響應數(shù)據(jù)進行分析，掌握溫度變化的周期性規(guī)律以及對結構的長期影響。

3.建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵之處不僅在于對建筑結構位移、沉降、傾斜、溫度、頻率、振幅等眾多參數(shù)的實時監(jiān)測，也在于其捕捉到超高層建筑結構出現(xiàn)細微的裂縫、極小的變形等異常的智能預警。這種基于互聯(lián)網(wǎng)與云計算技術的功能為監(jiān)管人員實現(xiàn)建筑結構異常的第一時間維修帶來保障。

建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng)揭示著結構的健康狀況和發(fā)展趨勢，實現(xiàn)了管理層對超高層建筑進行全方位、遠距離、多層次的監(jiān)測和管理。