一、前 言
中國
建筑幕墻從1983年開始起步，歷經(jīng)20多年，到2004年底我國建成各式建筑幕墻（包括屋面）工程占世界總量的一半還多。從首都北京到新疆庫爾勒，從上海東部沿海大中城市到西部新興城市，從海拔5000m西藏的拉薩到
基本風(fēng)壓為1.3kPa 的東海嵊泗，從東北的
哈爾濱到海南島三亞，隨處可見新型建筑幕墻、屋頂裝點著秀麗的城市大街。
建筑幕墻、屋頂已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑文化、建筑個性化、建筑藝術(shù)、建筑新科學(xué)的重要標(biāo)志。中國已成為世界第一幕墻、屋頂生產(chǎn)大國和使用大國，正在發(fā)展成為幕墻、屋頂?shù)氖澜鐝?qiáng)國。
很多幕墻、屋頂工程已使用幾十年，環(huán)境侵蝕，材料
老化和
荷載的長期效應(yīng)、疲勞效應(yīng)與突變效應(yīng)等因素的耦合作用將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的損傷累積和
抗力衰減，從而抵抗自然災(zāi)害、甚至正常環(huán)境作用下降，極端情況將引發(fā)災(zāi)害性突發(fā)事故，因此為了保障結(jié)構(gòu)的安全性、完整性、適用性和
耐久性，除了對已建成的工程除了進(jìn)行健康普查加固之外，對重大工程急需采用有效地手段監(jiān)測和評定其安全狀況、修復(fù)和控制損傷。新建的重大工程也要在建設(shè)同時，總結(jié)以往經(jīng)念和教訓(xùn)，增設(shè)健康監(jiān)測系統(tǒng)和損傷控制系統(tǒng)，以監(jiān)測結(jié)構(gòu)的服役安全狀況，為預(yù)防突發(fā)性的災(zāi)害事故提供科學(xué)而經(jīng)濟(jì)的手段和方法。
幕墻屋頂工程結(jié)構(gòu)的智能健康監(jiān)測系統(tǒng)至少包括如圖所示的四個功能模塊。長期性、實時性和自動監(jiān)測是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的三個基本特征。
二、已有的健康監(jiān)測的兩個案例
1．
拉索幕墻結(jié)構(gòu)的預(yù)拉力監(jiān)控及報警
深圳堅朗公司針對拉索結(jié)構(gòu)的預(yù)拉力監(jiān)控及報警這個技術(shù)難題，公司成立了技術(shù)攻關(guān)小組，最終在2005年元旦前將該系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試完畢。該系統(tǒng)是在
單層索網(wǎng)幕墻的基礎(chǔ)上，通過對拉索
錨固端
節(jié)點的細(xì)化設(shè)計，安裝了智能弦式
傳感器，然后配備了專用的數(shù)據(jù)線、采集
設(shè)備、控制計算機(jī)等共同組成。此系統(tǒng)具備了預(yù)拉力及溫度實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動采集保存、及自動報警等功能，可完成長期無人值守的索
內(nèi)力監(jiān)控。另外，此系統(tǒng)還具有高靈敏度、高自動化、高
穩(wěn)定性、高
可靠性等特點。在
玻璃幕墻中，應(yīng)用拉索結(jié)構(gòu)作為幕墻的主
支承結(jié)構(gòu)已經(jīng)越來越廣泛。但拉索結(jié)構(gòu)是典型的
柔性結(jié)構(gòu)，預(yù)拉力是拉索結(jié)構(gòu)的靈魂，只有結(jié)構(gòu)具有一個比較準(zhǔn)確的預(yù)拉力，幕墻才能正常工作，結(jié)構(gòu)才會安全。但是，拉索的預(yù)拉力又受結(jié)構(gòu)
變形、溫度變化、材料蠕變等影響比較大。要想保證拉索結(jié)構(gòu)的預(yù)拉力在長期內(nèi)（《建筑結(jié)構(gòu)
可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068)規(guī)定幕墻的設(shè)計年限不低于25年）始終保證在一個準(zhǔn)確的范圍內(nèi)是比較困難的。最好的途徑是能夠?qū)崟r進(jìn)行
預(yù)應(yīng)力監(jiān)控及報警，在拉索結(jié)構(gòu)預(yù)拉力超出或低于設(shè)定的預(yù)拉力范圍時，報警提醒管理人員采取應(yīng)對措施。
A：監(jiān)控系統(tǒng)工作原理圖
B：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備
（1）采樣器
（2）采集模塊
（3）顯示控制設(shè)備
C：監(jiān)控系統(tǒng)布置
監(jiān)控系統(tǒng)布置主要考慮的是采樣器的合理布置，對于主受力索，理論上應(yīng)該在每根拉索均設(shè)置采樣器。對于次受力索，可以在保證安全的前提下，有選擇地布置采樣器。
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