超高層建筑在近些年如雨后春筍般拔地而起，但安全問題一直以來也是外界對(duì)其的擔(dān)憂。2021年住建部已出臺(tái)政策限制常住人口300萬以下城市不得建250米以上建筑。在經(jīng)歷多年的使用、自然環(huán)境侵蝕以及各種外力作用后，相對(duì)于普通建筑而言，超高層建筑面臨著更為復(fù)雜的安全考驗(yàn)。
一、超高層建筑的復(fù)雜性
超高層建筑由于高度高、體量大，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造需滿足嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。而長期暴露在自然環(huán)境中，建筑材料會(huì)逐漸老化，混凝土的碳化、鋼材的銹蝕等問題不斷累積。有時(shí)候臺(tái)風(fēng)帶來的強(qiáng)風(fēng)荷載也會(huì)對(duì)建筑外立面造成破壞，還可能引發(fā)結(jié)構(gòu)共振病加速結(jié)構(gòu)損耗。甚至在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，超高層建筑高聳的身形會(huì)放大地震效應(yīng)，相較于普通建筑來講晃動(dòng)幅度更大、受力更復(fù)雜，對(duì)城市生命線的安全威脅也被無限放大。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、應(yīng)急管理部印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)超高層建筑規(guī)劃建設(shè)管理的通知》明確提出，要強(qiáng)化既有超高層建筑安全管理，全面排查安全隱患并且系統(tǒng)推進(jìn)隱患整治等。WITBEE?萬賓科技?建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)讓超高層建筑擁有了“自診”的能力，在幫助它們完成自我體檢的基礎(chǔ)之上，也有助于延長其使用壽命等。
二、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的安全守護(hù)
建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)利用4G/5G、監(jiān)測儀、邊緣算法等新一代信息技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)感知建筑結(jié)構(gòu)的位移、沉降、傾斜、溫度、頻率、振幅、地震裂度數(shù)據(jù)。例如，通過部署在建筑關(guān)鍵部位的智能結(jié)構(gòu)診斷器等設(shè)備，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)的實(shí)時(shí)“診斷”。這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集也為其結(jié)構(gòu)安全評(píng)估和預(yù)警提供了豐富、準(zhǔn)確的信息基礎(chǔ)。
簡而言之，超高層建筑的框架結(jié)構(gòu)如同人體的骨骼框架支撐著整個(gè)身體，而且梁、柱、支撐等猶如人體的重要關(guān)節(jié)和骨骼。通過對(duì)建筑基礎(chǔ)的沉降監(jiān)測，可以了解基礎(chǔ)是否均勻下沉，因?yàn)椴痪鶆虻某两悼赡軐?dǎo)致建筑整體傾斜。對(duì)主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測，能夠判斷結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下是否處于安全狀態(tài)，確保在強(qiáng)風(fēng)、地震等自然災(zāi)害以及長期使用過程中，結(jié)構(gòu)不會(huì)因應(yīng)力過大而發(fā)生破壞。當(dāng)某處位置的監(jiān)測數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出預(yù)警信息并提醒管理人員注意檢查和加固，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)的安全守護(hù)。
建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)在超高層建筑的“體檢”中意義重大，它能夠?qū)崿F(xiàn)從宏觀結(jié)構(gòu)到微觀細(xì)節(jié)的全方位監(jiān)測，確保超高層建筑在其使用壽命內(nèi)盡可能保持良好的安全狀態(tài)。