敲黑板 | 建筑為什么要做結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測?
上一期我們發(fā)了一篇建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的內(nèi)容,很多網(wǎng)友不太理解,建筑還需要做監(jiān)測,鋼筋水泥搭建起來的房子,哪有說塌就塌的。其實建筑跟人一樣,也是有“生命體征”,平時也會出現(xiàn)的一些“疾病”,如果沒有及時發(fā)現(xiàn)"病情",早日醫(yī)治,慢慢會演變成沉降、傾斜、裂縫、坍塌等重疾或者惡疾。
建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測能夠?qū)崟r監(jiān)控建筑的狀態(tài),值的注意的是【監(jiān)測】和【檢測】是不一樣的,檢測就好比人感到不舒服,去醫(yī)院接受一系列檢查;而監(jiān)測就類似于戴一套設備在身上,隨時隨地監(jiān)測身體狀況,得到實時的數(shù)據(jù)。這樣建筑只要一出現(xiàn)問題,數(shù)據(jù)里面就能立馬反饋出來。

01
什么是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)是近年來新興的一種對建筑物或構(gòu)筑物進行常規(guī)“體檢”和“健康”監(jiān)測的重要手段,主要方法就是利用智能傳感儀器對建筑物或構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測、動態(tài)管理和趨勢研判。
通過在被監(jiān)測對象內(nèi)部或表面預埋或附加各類傳感器組成監(jiān)測網(wǎng)絡,實時感知建筑物結(jié)構(gòu)對自身服役狀態(tài)、外部環(huán)境侵蝕、極端荷載作用、周邊擾動入侵等行為響應的重要信息,以便對其損傷破壞、性能退化、運營效率等健康狀況作出智能評估和決策,為建筑結(jié)構(gòu)的安全使用、維護管養(yǎng)和壽命預測提供科學依據(jù)。
簡而言之,就是監(jiān)控建筑物安全狀態(tài)的一種手段。

▲建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)示意圖
特別聲明:萬賓科技致力于城市生命線監(jiān)測儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,文中涉及軟件系統(tǒng)皆為友商提供。
02
建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測的作用
在環(huán)境、外荷載作用下,既有建筑物產(chǎn)生不均勻沉降、傾斜、開裂等病害將降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性,影響建筑正常使用,甚至危害結(jié)構(gòu)的安全。通過對既有建筑物的幾個關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)測,實現(xiàn)建筑物的結(jié)構(gòu)安全預警。重大構(gòu)建筑物結(jié)構(gòu)安全影響重大,在建設之初對重要構(gòu)建進行監(jiān)測傳感器布設,對建筑物結(jié)構(gòu)安全進行全生命周期監(jiān)測。

▲建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測模型圖
03
什么建筑需要做監(jiān)測
超高層、大跨度建筑
其耗資巨大、結(jié)構(gòu)形式復雜、工期長、使用年限長等特點,使得結(jié)構(gòu)施工期間的誤差控制、結(jié)構(gòu)運營期間的安全性、適用性和耐久性要求更加嚴格。為了使結(jié)構(gòu)正常運營,必須對結(jié)構(gòu)的性能和狀態(tài)進行實時的跟蹤監(jiān)測。
老舊房屋
年代存在久遠及居住環(huán)境復雜,又加上常年失修,房屋及有可能存在一些結(jié)構(gòu)問題,這樣的房屋是很有必要安裝監(jiān)測設備,對房屋的動態(tài)進行長期監(jiān)測,來保證居住人員的安全。
各類災后房屋
因為各類災害很容易導致房屋臨時性出現(xiàn)形變,沉降的情況,也需要對房屋的情況做好監(jiān)測,也可以及時判斷災害對房屋是否有后續(xù)損傷。
古建筑
中國歷史悠久,有很多的古建筑現(xiàn)存至今,為了保護文物,讓歷史更有沉淀感。針對古建筑也需要做好監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)古建筑的變化情況,更加利于文物繕修。

04
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)組成
智能監(jiān)測系統(tǒng)
傳感器系統(tǒng)主要由能夠感測環(huán)境與荷載作用、結(jié)構(gòu)響應、結(jié)構(gòu)幾何變形、結(jié)構(gòu)耐久性這四類物理量的傳感元件組成,依據(jù)結(jié)構(gòu)力學原理進行優(yōu)化布設,實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)整體和局部性能的全面感知。
結(jié)構(gòu)預警與評估系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)預警與評估系統(tǒng)主要由高性能計算機和專業(yè)分析軟件組成,其功能是對預處理過的數(shù)據(jù)進行力學分析,包括模型修正、模態(tài)識別、損傷診斷、狀態(tài)評估、壽命預測、維護決策等。

▲建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖
05
建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測相關(guān)硬件
采用多維度結(jié)構(gòu)健康無損SHM識別技術(shù),集成多種自主核心算法和邊緣計算能力,對建筑和構(gòu)筑物進行結(jié)構(gòu)健康診斷。
創(chuàng)新性集成位移、沉降、傾斜、加速度、振幅、頻率、地震烈度、動態(tài)平衡、人體舒適度和結(jié)構(gòu)溫濕度等10 多項指標。4G/5G智能云終端,3分鐘極簡安裝即上云。應用于橋梁、建筑、危房、隧道、管廊。

▲智能結(jié)構(gòu)診斷器安裝圖
核心功能
集成10多項結(jié)構(gòu)體征健康監(jiān)測指標
創(chuàng)新性集成位移、沉降、傾斜、加速度、振幅、頻率、地震烈度、動態(tài)平衡、人體舒適度和結(jié)構(gòu)溫濕度等監(jiān)測指標。
邊緣終端提高彈性并減少網(wǎng)絡負載
超級邊緣終端集成多維感知、自主算法、邊緣計算、存儲、儲能、加密和5G/4G通信于一體,原始數(shù)據(jù)不必傳回云端。
隨需應變的開放平臺與數(shù)據(jù)服務
AIoT開放平臺實時解算毫米級衛(wèi)星定位、撓度、索力、伸縮縫、船撞報警、電子羅盤等數(shù)據(jù)服務。
無損SHM結(jié)構(gòu)健康診斷識別技術(shù)
SHM技術(shù)利用多自由度微振動診斷算法、無損采集技術(shù)和多層次分析發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)早期損傷與隱患。
超小尺寸1.5毫米級全球衛(wèi)星定位
難以置信的超小尺寸設計,支持北斗、GLONASS、GPS、Galileo等1.5毫米級全球衛(wèi)星定位服務能力。
云邊端架構(gòu),AIoT彈性延展能力
云邊端協(xié)同架構(gòu)讓每個單元相互獨立亦可組合拼圖,勾勒“一機一物一城”的數(shù)字孿生城市全景。
即裝即用,使用成本下降95%
一體化小型機易安裝部署,極大縮短施工時間和減輕維護量,降低95%使用成本。
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