[发明专利]一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法及装置

说明书

本发明公开一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法及装置，其方法包括：先采用垂直分布的三层立体网状布局设计基于多模融合导航接收机的建筑物监测网络，再测定建筑物的建筑结构最大偏移量、建筑结构最大倾斜角和建筑结构最大倾斜方位，然后构造具有抗野值影响的高保真容错滤波器并绘制建筑结构的结构形变量随时间变化的曲线，最后结合国际国内相关建筑安全标准判断建筑物是否存在异常变化；本发明通过多台套多模融合导航接收机的组网监测与建筑结构特征量的计算与特征提取，可有效实现对超高建筑结构倾塌风险的感知与警示，提升了对于摩天建筑灾变的风险感知能力，可以准确监测、分析和评估各种因素对于超高建筑安全的影响，做到防患于未然。

技术领域

本发明涉及城市超高建筑物安全健康监测与灾变预警技术领域，尤其涉及一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法及装置。

背景技术

摩天建筑泛指各种超高的高楼和塔站等建筑物，以大中城市到处林立的高楼为例，摩天高楼是经济高速发展的产物，也是城市经济活力最显性的指标，随着经济的发展，越来越多的城市修建超高层建筑或彰显资本实力或缓解城市人口密集带来的空间需求，近年来，上海和深圳等经济发达城市的高层建筑，其新增建筑结构体平均高度每年都在提升，截至2016年底，中国大中城市已经建成和封顶的百米以上超高层6000多幢、200米以上超高层建筑多达485栋。

随着各地超高建筑的不断涌现，由此带来的结构安全问题也越来越多地受到社会各界的关注，影响到社会稳定和生命财产安全。例如，2021年5月18日，深圳市高355.8米的摩天大楼-深圳赛格大厦发生的不明原因摇晃，引起社会各界关注，国际上，高楼倾斜甚至坍塌的事故近年来也时有发生，例如，2021年3月27日，埃及开罗一处10层住宅楼发生倒塌事故，导致近20人死亡；6月24日，美国迈阿密公寓楼坍塌导致近百人死亡或失踪；11月1日，尼日利亚的拉各斯市的一座在建21层高楼发生坍塌事故，导致超20人死亡。

无论是赛格大厦的抖动、迈阿密公寓楼的坍塌，还是开罗住宅楼的倒塌，都在提醒我们，城市建设追求的不只是高度，更重要的是质量和安全，但是，世界各地不会因深圳赛格大厦2021年5月的几次晃动就停止各种地标性超高建筑的高度指标不断攀升，也不会因迈阿密公寓坍塌事故而回归树巢洞穴，所以急切要做的是提升对于建筑灾变的风险感知能力，提出更加实用的方法去监测、分析和评估各种因素对于超高建筑安全的影响，做到防患于未然，因此，本发明提出一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法及装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法及装置，该方法通过多台套多模融合导航接收机的组网监测与建筑结构特征量的计算与特征提取，可有效实现对超高建筑结构倾塌风险的感知与警示，提升了对于摩天建筑灾变的风险感知能力，可以准确监测、分析和评估各种因素对于超高建筑安全的影响。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法，包括以下步骤：

步骤一：采用垂直分布的三层立体网状布局设计建筑物监测网络，并在每层监测网络设置四个的监测点，且每个监测点配置一个接收机和数据转化模块，通过接收机接收卫星导航系统实时发送的导航数据，通过数据转化模块将监测点监测数据转送给灾变风险监测中心；

步骤二：记录建筑物监测网络每层四个监测点在t_k时刻获取的差分导航定位数据，分别为{(x_i,j(t_k),y_i,j(t_k),z_i,j(t_k)|i＝1,2,3,4；j＝0,1,2}，其中，j为从底向上的三层监测平面的层序号，i为对应层中按顺时针编号的每层四组监测点序号，利用同一层中四组监测点的差分导航定位数据，分别计算该层平面的中心坐标和法向量，根据计算得到的中心坐标和法向量，分别测定建筑物的建筑结构最大偏移量、建筑结构最大倾斜角和建筑结构最大倾斜方位；