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5月18日，深圳華強(qiáng)北賽格大廈突發(fā)振動(dòng)。賽格大廈還安全嗎？超高層建筑的安全如何保障？

據(jù)相關(guān)專家解讀，通常高層建筑在特殊外部環(huán)境（例如強(qiáng)風(fēng)）作用下會(huì)產(chǎn)生比較大的一個(gè)振動(dòng)，但是實(shí)際上這個(gè)振動(dòng)不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的安全問(wèn)題，這個(gè)振動(dòng)是風(fēng)的脈動(dòng)成分激勵(lì)起工程結(jié)構(gòu)的一個(gè)強(qiáng)迫振動(dòng)的效果。

而賽格大廈出現(xiàn)的情況是不常見(jiàn)的，它是高階振型被激發(fā)起來(lái)，而不像一般的大樓的振動(dòng)，都是低階振型更容易激發(fā)起來(lái)。一些超高層大樓的第一振型的周期大約都在5秒到8秒左右，所以如果是很緩慢的一個(gè)振動(dòng)，主要是低階振型的一個(gè)振動(dòng)。而賽格表現(xiàn)出來(lái)的是比較高的一個(gè)頻率的振動(dòng)，頻率大約是在2Hz左右，所以對(duì)應(yīng)著應(yīng)該是高階振型被激發(fā)，這是高層建筑的兩種主要形態(tài)。

經(jīng)省市專家研判，初步認(rèn)為造成震顫的原因是多種因素耦合，主要是風(fēng)的影響，還有地鐵運(yùn)行（兩條地鐵從樓下經(jīng)過(guò)）和溫度的影響（近兩天氣溫升高，溫差達(dá)8度，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)影響大）。

5月25日，專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)賽格大廈的房屋沉降、傾斜率、加速度等情況持續(xù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。專家組表示，截至當(dāng)天中午各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常，未超出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

這個(gè)事件出現(xiàn)之后，因?yàn)椴荒芗皶r(shí)獲取第一手結(jié)構(gòu)振動(dòng)的具體數(shù)據(jù)，使得相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析存在一定的困難，對(duì)外發(fā)布相關(guān)信息的時(shí)候缺少第一手的資料。同時(shí)專家也建議“今后對(duì)一些重點(diǎn)工程還是應(yīng)該要建立他們的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)不同的工程對(duì)象，它的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單，也可以稍微復(fù)雜一些，只是要把一些關(guān)鍵的一些參量能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)”。

該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是指結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要是由一批強(qiáng)震儀組成的結(jié)構(gòu)臺(tái)陣，再加上應(yīng)變、位移、傾斜、環(huán)境等多種傳感器組成的一整套健康診斷系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是一種監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)和性能而不影響結(jié)構(gòu)本身的方法。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)利用安裝在結(jié)構(gòu)上的若干類型傳感器來(lái)檢測(cè)超過(guò)允許的性能標(biāo)準(zhǔn)，以及識(shí)別和驗(yàn)證結(jié)構(gòu)行為。

我們可以從結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中獲取哪些第一手結(jié)構(gòu)振動(dòng)的數(shù)據(jù)？這些數(shù)據(jù)是如何幫助我們分析結(jié)構(gòu)可靠性的？

響應(yīng)譜分析是計(jì)算結(jié)構(gòu)在瞬態(tài)激勵(lì)下峰值響應(yīng)的近似算法，它是模態(tài)分析的擴(kuò)展。響應(yīng)譜分析的應(yīng)用廣泛，典型的應(yīng)用是土木行業(yè)的地震響應(yīng)譜分析，響應(yīng)譜分析是地震分析的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，被應(yīng)用到各種結(jié)構(gòu)的地震分析中，如大壩、電站、橋梁、房屋建筑等。受到地震或其它振動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)或部件均可以用響應(yīng)譜分析來(lái)進(jìn)行校核。

工程結(jié)構(gòu)中的一些性能參數(shù)，如果超出設(shè)計(jì)范圍，或一定限制，就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷，如：

上述兩種方法，可以有估結(jié)構(gòu)的健康情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)監(jiān)測(cè)軟件可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。但是無(wú)論是哪種方法，都需要利用安裝在結(jié)構(gòu)上的若干加速度傳感器來(lái)檢測(cè)超過(guò)允許的性能參數(shù)，也就是我們常說(shuō)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM-Structural Health Monitoring)。

在正常使用的條件下，結(jié)構(gòu)性能和健康情況是隨著時(shí)間推移而逐步降低。當(dāng)遭遇非正常的外在影響，如地震、拆改房屋、超重使用、相鄰建筑工地施工等情況，可能就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷，而影響其可靠性和使用壽命。這些損傷有些是肉眼可見(jiàn)的，有些卻是不可見(jiàn)的，而結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以幫助我們及時(shí)評(píng)估損傷的范圍及程度。在損傷出現(xiàn)的早期就可以及時(shí)采取維修/補(bǔ)救措施，保障生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，在工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較小損傷時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維護(hù)和處理，能夠提升使用年限，降低維修費(fèi)用。

建筑結(jié)構(gòu)的可靠性問(wèn)題不僅僅存在于正常使用階段，也普遍存在于建筑結(jié)構(gòu)的整個(gè)生命周期，即設(shè)計(jì)→施工→維護(hù)→拆卸→再利用各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，需要從結(jié)構(gòu)全壽命的角度考慮結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性，改變長(zhǎng)期以來(lái)人們重設(shè)計(jì)輕維護(hù)的思想，有利于結(jié)構(gòu)可靠性的提高。

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)方向主要為X軸平移、Y軸平移和X-Y扭轉(zhuǎn)。

在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，主要采用單軸/雙軸/三軸加速度傳感器，配合布線及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的平移、扭轉(zhuǎn)、層間位移及反應(yīng)譜等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

這種采用CAT5e網(wǎng)線布設(shè)加速度傳感器的監(jiān)測(cè)方法，能夠減少對(duì)既有建筑的影響，安裝簡(jiǎn)單、布設(shè)方便。

在這個(gè)案例中，可以考慮在每層樓安裝傳感器，也可以考慮每隔幾層樓安裝傳感器。建筑物的大小和形狀將影響需要多少傳感器及其位置。衡量結(jié)構(gòu)的變化有多種方法，每個(gè)結(jié)構(gòu)都有自己的需求。不同的傳感器安裝在整個(gè)建筑的不同關(guān)鍵位置。