超高层建筑在近些年如雨后春笋般拔地而起,但安全问题一直以来也是外界对其的担忧。2021年住建部已出台政策限制常住人口300万以下城市不得建250米以上建筑。在经历多年的使用、自然环境侵蚀以及各种外力作用后,相对于普通建筑而言,超高层建筑面临着更为复杂的安全考验。

一、超高层建筑的复杂性
超高层建筑由于高度高、体量大,其结构设计和建造需满足严苛标准。而长期暴露在自然环境中,建筑材料会逐渐老化,混凝土的碳化、钢材的锈蚀等问题不断累积。有时候台风带来的强风荷载也会对建筑外立面造成破坏,还可能引发结构共振病加速结构损耗。甚至在地震等自然灾害发生时,超高层建筑高耸的身形会放大地震效应,相较于普通建筑来讲晃动幅度更大、受力更复杂,对城市生命线的安全威胁也被无限放大。
住房和城乡建设部、应急管理部印发的《关于加强超高层建筑规划建设管理的通知》明确提出,要强化既有超高层建筑安全管理,全面排查安全隐患并且系统推进隐患整治等。WITBEE®万宾科技®建筑结构健康监测系统让超高层建筑拥有了“自诊”的能力,在帮助它们完成自我体检的基础之上,也有助于延长其使用寿命等。

二、数据驱动下的安全守护
建筑结构健康监测系统利用4G/5G、监测仪、边缘算法等新一代信息技术,能够实时感知建筑结构的位移、沉降、倾斜、温度、频率、振幅、地震裂度数据。例如,通过部署在建筑关键部位的智能结构诊断器等设备,实时采集数据的功能可以实现对建筑结构状态的实时“诊断”。这些数据的实时采集也为其结构安全评估和预警提供了丰富、准确的信息基础。
简而言之,超高层建筑的框架结构如同人体的骨骼框架支撑着整个身体,而且梁、柱、支撑等犹如人体的重要关节和骨骼。通过对建筑基础的沉降监测,可以了解基础是否均匀下沉,因为不均匀的沉降可能导致建筑整体倾斜。对主体结构的应力应变监测,能够判断结构在各种荷载作用下是否处于安全状态,确保在强风、地震等自然灾害以及长期使用过程中,结构不会因应力过大而发生破坏。当某处位置的监测数据超出预设的安全阈值时,系统会立即发出预警信息并提醒管理人员注意检查和加固,实现数据驱动下对超高层建筑结构的安全守护。
建筑结构健康监测系统在超高层建筑的“体检”中意义重大,它能够实现从宏观结构到微观细节的全方位监测,确保超高层建筑在其使用寿命内尽可能保持良好的安全状态。