土木工程結(jié)構(gòu)薄弱處探究

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司 230051）

當(dāng)前，我國(guó)土木工程行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)步入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，尤其是步入21世紀(jì)之后，我國(guó)在土木工程的建設(shè)發(fā)展中，逐漸發(fā)展成為了世界性大國(guó)。伴隨大量的工程建筑的興建，其中對(duì)工程建筑的穩(wěn)定性和安全性的要求也在不斷的上升。建筑材料在長(zhǎng)期性的環(huán)境氣候的作用下，建筑材料的使用壽命不斷下降，進(jìn)而形成了建筑材料的實(shí)際抗壓性能有著不同程度的下降，使得建筑結(jié)構(gòu)上的安全性受到了比較大的威脅性。在建筑體外部荷載產(chǎn)生變化或者是受到了突然性的荷載過(guò)大的時(shí)候，很有可能會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的損壞，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)坍塌的重大事故。因此，我們必須要對(duì)土木工程當(dāng)中比較薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和研究，提出有效的加固措施來(lái)保證建筑體的整體穩(wěn)定性，這對(duì)保證我國(guó)土木工程的未來(lái)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

1 土木工程結(jié)構(gòu)安全事故產(chǎn)生的主要原因

以韓國(guó)首爾瑞草地區(qū)發(fā)生比較嚴(yán)重的三豐百貨大樓倒塌事故為例，從樓體的頂部出現(xiàn)了局部垮塌時(shí)候，上層的建筑重物掉落在第五層樓層上，造成了五層樓體的支柱不堪重負(fù)，形成了一種連環(huán)性坍塌事故，直至垮塌到了地下室。我國(guó)建筑體結(jié)構(gòu)相關(guān)研究人員，針對(duì)韓國(guó)此次建筑體坍塌事故進(jìn)行了分析和總結(jié)，從中可以看出建筑體由于受到了荷載的變化、建筑材料退化以及環(huán)境作用問(wèn)題的影響，造成了樓體中一塊承載節(jié)點(diǎn)的承載力不足，在后續(xù)的維護(hù)工作過(guò)程中，帶來(lái)了支點(diǎn)荷載量和不斷上升的交通流量以及在垮塌事故發(fā)生當(dāng)天對(duì)該支點(diǎn)的錯(cuò)誤修補(bǔ)，加重了建筑體薄弱環(huán)節(jié)的節(jié)點(diǎn)板失效，進(jìn)而產(chǎn)生坍塌的狀況。

對(duì)該樓體倒塌實(shí)例的分析可以看出，造成土木工程結(jié)構(gòu)坍塌事故的原因是多樣化的，總結(jié)性來(lái)講可以具體的分成兩種形式：第一，不可阻抗性因素，主要包含了地震、供水、颶風(fēng)以及火災(zāi)等自然災(zāi)害，這些災(zāi)害通常是不受人類(lèi)控制的；第二，可阻抗性因素，其中主要包含了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面因素、施工質(zhì)量方面、對(duì)建筑體的運(yùn)營(yíng)管理方面因素。因?yàn)樵诮ㄖO(shè)計(jì)方面的原因，造成建筑出現(xiàn)坍塌原因主要包含了：對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性質(zhì)認(rèn)知程度不夠，建筑設(shè)計(jì)理論不成熟，對(duì)建筑空間受力分析規(guī)律不了解等方面原因，造成了建筑體整體穩(wěn)定性低下；在施工方面原因主要包含了：對(duì)施工材料的選擇錯(cuò)誤，存在偷工減料或者是使用不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的施工材料，施工工藝錯(cuò)誤和粗糙等[1]；在建筑后期運(yùn)營(yíng)管理方面的原因包含了：對(duì)建筑結(jié)構(gòu)改造或者加建以及拆除工作當(dāng)中，由于施工方案不符合標(biāo)準(zhǔn)以及施工方式錯(cuò)誤等，造成建筑體部分的支柱或者是構(gòu)件的損壞，也是造成建筑垮塌事故的主要原因。

2 土木工程結(jié)構(gòu)薄弱處的分析與探究

在土木工程的修建過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的薄弱處主要原因就在于結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)損傷，同時(shí)也是建筑體長(zhǎng)期積累下來(lái)的損傷因素之一。隨著建筑體結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)和管理過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)處于各種環(huán)境狀態(tài)下，其中就包含了暴曬、暴雨、有害氣體等等，這些方面的因素會(huì)出建筑體產(chǎn)生一定的侵蝕現(xiàn)象。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的累積之后，建筑體就會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)薄弱處問(wèn)題，其中常見(jiàn)的建筑薄弱處有鋼筋的銹蝕、混凝土的開(kāi)裂和脫落，在受到了建筑體材料本身老化現(xiàn)象的影響，建筑材料當(dāng)中的各項(xiàng)技術(shù)性指標(biāo)，比如彈性模量和建筑強(qiáng)度等，也會(huì)隨著時(shí)間的推移而慢慢變低，進(jìn)而表現(xiàn)出建筑體損傷的狀況越來(lái)越嚴(yán)重。長(zhǎng)期積累下來(lái)的損傷會(huì)造成建筑體整體架構(gòu)的承載能力下降[2]。

識(shí)別建筑體結(jié)構(gòu)損傷方面的問(wèn)題可以具體分成兩大類(lèi)，一方面為正問(wèn)題，也就是通過(guò)對(duì)建筑體結(jié)構(gòu)實(shí)施無(wú)損檢測(cè)，或者是對(duì)建筑體實(shí)施微破損檢測(cè)所取得的建筑受到環(huán)境侵蝕以及老化現(xiàn)象的影響問(wèn)題，通過(guò)這種方式主要是從正面上直接去尋找建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)的損傷問(wèn)題，需要使用大型的測(cè)試儀器和比較有施工經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行指導(dǎo)，并且還需要對(duì)其中一些大型的結(jié)構(gòu)全部檢測(cè)完成需要相當(dāng)大的人力和物力的消耗，并且這種建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部出現(xiàn)損傷是很難檢測(cè)出來(lái)的[3]；另外一個(gè)方面為反問(wèn)題，也就是通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體功能的響應(yīng)性，來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生損傷位置與損傷程度進(jìn)行分析，這種方式屬于一種傳統(tǒng)形式的損傷識(shí)別范圍，依照建筑體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的識(shí)別范疇，依照結(jié)構(gòu)反應(yīng)出來(lái)的數(shù)據(jù)參數(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)損傷的程度進(jìn)行表現(xiàn)。但是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)響應(yīng)測(cè)試比較難以完成，并且會(huì)受到噪音干擾性比較大，這種方式在具體的運(yùn)用過(guò)程中會(huì)受到一定的限制性，一方面通過(guò)對(duì)建筑現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)參數(shù)來(lái)對(duì)建筑支點(diǎn)的承載力進(jìn)行分析，另一個(gè)方面通過(guò)數(shù)據(jù)識(shí)別的方式來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別，將二者之間進(jìn)行比較，可以通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)中具體的損傷程度，以此來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷的情況。

在對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)薄弱處進(jìn)行認(rèn)定的另外一個(gè)因素是建筑體結(jié)構(gòu)上的荷載效應(yīng)產(chǎn)生，在結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)方面依照實(shí)際的變化可以具體的分成以下幾個(gè)方面：結(jié)構(gòu)體整體性的荷載變化。建筑結(jié)構(gòu)會(huì)伴隨著使用年限的增加，在其具體的使用功能以及最初的設(shè)計(jì)要求方面會(huì)產(chǎn)生比較明顯的轉(zhuǎn)變，其中對(duì)一些重型施工設(shè)備的有效使用，都會(huì)對(duì)建筑體的整體受力產(chǎn)生一定的影響，比如：在工業(yè)廠房的修建過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)樯a(chǎn)線要求變更、重型的機(jī)械設(shè)備在安裝過(guò)程中對(duì)整個(gè)廠房的結(jié)構(gòu)負(fù)荷造成了比較嚴(yán)重的影響；還有的是在橋梁的設(shè)計(jì)施工當(dāng)中，因?yàn)檐?chē)流量的不斷上升，并且重型的機(jī)械卡車(chē)越來(lái)越多，在初期設(shè)計(jì)橋梁的時(shí)候并沒(méi)有考慮到會(huì)有現(xiàn)在重量的卡車(chē)通過(guò)，因此橋梁在受到了較大的重型卡車(chē)通過(guò)的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生重量負(fù)載過(guò)大的現(xiàn)象。對(duì)于內(nèi)重力的分布，一方面來(lái)講是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)上的荷載并不是非常均勻的，特別是在活荷載方面，其中實(shí)際的荷載數(shù)值會(huì)和設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)差異很大，其中絕大部分的土木工程的結(jié)構(gòu)都為超靜定結(jié)構(gòu)，而超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布式通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)具體構(gòu)建的剛性強(qiáng)度來(lái)決定的[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)薄弱處的分析和探究，從中可以看出土木工程在修建過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的薄弱處主要原因就在于結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)損傷的情況，在受到不可阻抗因素產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題相對(duì)比較少。而有效的提升土木工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)人們的人身財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展起到了保障性作用，因此，在土木工程施工中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱問(wèn)題引起足夠重視，并加以嚴(yán)格控制。

[1]李怡坤.土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)探討[J].工程技術(shù)研究,2017,10:78-79.

[2]吳桐.“土木工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性與穩(wěn)定性國(guó)際會(huì)議”漢英交替?zhèn)髯g實(shí)踐報(bào)告[D].吉林華橋外國(guó)語(yǔ)學(xué)院,2015.

[3]劉懷挺.提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性及經(jīng)濟(jì)性的方法分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2017,06:147-148.

[4]趙素艷.土木工程結(jié)構(gòu)的性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與損傷識(shí)別方法研究[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,2016,0302:266-268.