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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yán)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(yán)重破壞，還可能對周邊的基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)環(huán)境等產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，其影響與危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通建筑好幾倍。WITBEE?萬賓科技?建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)復(fù)雜與高度帶來的監(jiān)管挑戰(zhàn)

1.超高層建筑結(jié)構(gòu)包含多種結(jié)構(gòu)體系和大量的構(gòu)件，如高聳的塔樓、復(fù)雜的裙房結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層等，需要在不同部位合理布置監(jiān)測點以全面獲取結(jié)構(gòu)信息。

2.超高層建筑在風(fēng)荷載、地震作用等動態(tài)荷載下會產(chǎn)生復(fù)雜的振動響應(yīng)，包括水平位移、扭轉(zhuǎn)、豎向振動等，不同部位的響應(yīng)特性差異大，需要實時、準(zhǔn)確捕捉和分析這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)響應(yīng)以評估結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生附加應(yīng)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(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)具有多源、異構(gòu)、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(shù)。

二、建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)如何應(yīng)對

1.建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)配備了高精度、多維度的監(jiān)測設(shè)備，如傾斜振動監(jiān)測儀、GNSS監(jiān)測一體機、智能結(jié)構(gòu)診斷器等，可同時對超高層建筑在風(fēng)荷載、地震作用下產(chǎn)生的水平位移、扭轉(zhuǎn)、豎向振動等復(fù)雜振動響應(yīng)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(shù)、人工智能算法等對采集到的振動數(shù)據(jù)進行分析，精準(zhǔn)判斷結(jié)構(gòu)在不同工況下的健康狀態(tài)。

2.建筑結(jié)構(gòu)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(guān)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(yù)測結(jié)構(gòu)因熱脹冷縮產(chǎn)生的變形以及由此導(dǎo)致的附加應(yīng)力。工作人員也可以對對長期的溫度變化數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)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(jié)構(gòu)的長期影響。

3.建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵之處不僅在于對建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)出現(xiàn)細(xì)微的裂縫、極小的變形等異常的智能預(yù)警。這種基于互聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)的功能為監(jiān)管人員實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)異常的第一時間維修帶來保障。

建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)揭示著結(jié)構(gòu)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(yuǎn)距離、多層次的監(jiān)測和管理。