概述

近年來，隨著國內(nèi)建筑水平的飛速提升，大跨度空間結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在各種大型體育場館、劇院、會(huì)議展覽中心、機(jī)場候機(jī)樓等人員密集、大型活動(dòng)場館等重要標(biāo)志性建筑上；但是由于其外形獨(dú)特，體系復(fù)雜，建造技術(shù)難度高，且大量采用薄板金屬材、膜材等新型材料作為其外圍護(hù)系統(tǒng)，外界環(huán)境復(fù)雜荷載、材料老化等因素的耦合作用下，將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的損傷積累和抗力衰減，極端情況下一旦某個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受損會(huì)造成圍護(hù)系統(tǒng)連續(xù)破壞的產(chǎn)生，從而引發(fā)災(zāi)難性的突發(fā)事件，對生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重影響。因此建筑金屬圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)我們每個(gè)人息息相關(guān)，也將成為各個(gè)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。

當(dāng)前，在建筑圍護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測，實(shí)時(shí)報(bào)警還處于空白階段；而基于無線物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)測方案由于其輕部署、無線互聯(lián)互通、云計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)，可以有效解決大跨度空間結(jié)構(gòu)監(jiān)測設(shè)備實(shí)施難、監(jiān)測難等問題，從技術(shù)分析看，比較適合大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑群監(jiān)測。

解決方案

針對當(dāng)前大型公共建筑的健康監(jiān)測及運(yùn)營需求，采用基于云平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，通過小型化的無線傳感系統(tǒng)，利用自組網(wǎng)無線通信手段，在云平臺(tái)的強(qiáng)大運(yùn)算、存儲(chǔ)和兼容能力支撐下，實(shí)現(xiàn)建筑健康監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化、集約化、實(shí)時(shí)化、簡便化、易用化管理。

系統(tǒng)功能

1．系統(tǒng)采用通用傳感器，可偵測溫度、濕度、應(yīng)力、風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)震、水深等；

2．采用無線傳輸模式，可實(shí)現(xiàn)5年內(nèi)免維護(hù)；

3．系統(tǒng)無需安裝電源及數(shù)據(jù)線路，減少施工環(huán)節(jié)，可在已建成的建筑中部署實(shí)施；

4．采用簡便易實(shí)施模式，操作簡便、靈活，適用于建筑施工人群操作；

5．可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測建筑圍護(hù)系統(tǒng)情況；

系統(tǒng)架構(gòu)

無線物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)主要分為三層：

（1）多種類型無線傳感節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

多種類型的工業(yè)級(jí)的無線智能傳感器、可外接傳統(tǒng)類型傳感器的分布式無線采集儀，形成無線物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的采集節(jié)點(diǎn)。

（2）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

可以通過無線方式靈活組建網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)匯集到無線接收器，再通過有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至在線監(jiān)測云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

（3）監(jiān)測云平臺(tái)系統(tǒng)

對采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)監(jiān)測數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、繪圖、報(bào)表匯總以及自動(dòng)預(yù)警等服務(wù)，并可通過計(jì)算機(jī)瀏覽器或移動(dòng)端訪問使用。

系統(tǒng)組成模塊

1、采集模塊：主要負(fù)責(zé)溫度、濕度、應(yīng)力應(yīng)變、水深測量、風(fēng)速、風(fēng)壓等的采集感應(yīng)；

2、傳輸模塊：主要負(fù)責(zé)將采集模塊采集的數(shù)據(jù)，按照設(shè)定無線傳輸給后臺(tái)系統(tǒng)和接收后臺(tái)接收模塊發(fā)出的動(dòng)作指令，并作出響應(yīng)；

3、接收模塊：主要負(fù)責(zé)接收傳輸模塊傳輸回來的數(shù)據(jù)和發(fā)出操控指令給傳輸模塊；

4、數(shù)據(jù)處理模塊：主要對接收回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，供管理員管理查看使用；

系統(tǒng)特征

（1）保證建筑金屬圍護(hù)系統(tǒng)“全壽命周期”完整地獲取各結(jié)構(gòu)的信息，采用周期性檢測及連續(xù)監(jiān)測兩種手段對信息的處理，提高效率、降低成本。

（2）基于對于數(shù)據(jù)規(guī)律的挖掘，充分利用數(shù)據(jù)價(jià)值，及時(shí)掌握建筑金屬圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的異常狀態(tài)、安全狀態(tài)。

（3）密切關(guān)注結(jié)構(gòu)運(yùn)營時(shí)的荷載與響應(yīng)是否與設(shè)計(jì)相一致，通過分析研究，及時(shí)提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，保證結(jié)構(gòu)壽命。

（4）基于專業(yè)數(shù)據(jù)分析中心的云計(jì)算系統(tǒng)提供更為廉價(jià)的數(shù)據(jù)分析與共享服務(wù)，智能化和智慧化系統(tǒng)特性將更為顯著，使未來的智慧城市成為可能。

引用標(biāo)準(zhǔn)

《工程測量規(guī)范》 （GB50026-2007）

《建筑變形測量規(guī)范》 （JGJ8-2007）

《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》 （GB/T 18314-2009）

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2001)

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50017-2003)

《公共建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）

《建筑工程施工過程結(jié)構(gòu)分析與監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T302-2013）