徐丹
摘要:在建筑工程中,土木結(jié)構(gòu)是一類常見模式,但其也存在一定劣勢(shì),例如其尺寸和質(zhì)量均偏大,在使用中易被非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、環(huán)境等因素影響,最終導(dǎo)致土木結(jié)構(gòu)耐久性或結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低。此外,若土木結(jié)構(gòu)在損傷后未能及時(shí)修理,便會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷程度逐漸加重,帶來(lái)更大的土木結(jié)構(gòu)問(wèn)題,影響結(jié)構(gòu)安全性。以下分析土木結(jié)構(gòu)損傷及其診斷的意義,探究土木結(jié)構(gòu)損傷及其診斷方法。
關(guān)鍵詞:診斷方法;損傷;土木結(jié)構(gòu)
引言:
在城市化進(jìn)程的影響下,現(xiàn)有建筑物的數(shù)量逐步增長(zhǎng),國(guó)民也對(duì)建筑物質(zhì)量提升了關(guān)注和重視。而要保障建筑質(zhì)量,對(duì)土木結(jié)構(gòu)損傷診斷的重視及強(qiáng)化便十分重要,若土木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷又未能及時(shí)處理,便會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患,最終導(dǎo)致較大經(jīng)濟(jì)損失。因此在現(xiàn)有的土木結(jié)構(gòu)損傷診斷中,診斷人員應(yīng)逐步提高診斷方法的科學(xué)性,對(duì)損傷位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位,提出合理修復(fù)方案強(qiáng)化土木結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性。
一、土木結(jié)構(gòu)損傷及其診斷的意義
在當(dāng)下建筑行業(yè)內(nèi),土木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用十分廣泛,但其應(yīng)用仍存在一定問(wèn)題,需要建筑從業(yè)者繼續(xù)研究土木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。例如土木結(jié)構(gòu)因自身特征影響,較易被其他因素所干擾,當(dāng)嚴(yán)重自然災(zāi)害出現(xiàn)時(shí),土木結(jié)構(gòu)便會(huì)出現(xiàn)振動(dòng),當(dāng)強(qiáng)烈地震出現(xiàn)時(shí),結(jié)構(gòu)也會(huì)因振動(dòng)影響出現(xiàn)程度不一的損傷,最終導(dǎo)致安全隱患或安全事故[1]。因此在現(xiàn)有的土木工程施工中,各管理者要重視土木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的損傷狀況,將損傷診斷所需技術(shù)逐步加強(qiáng),為具體損傷的準(zhǔn)確診斷提供條件,并保障合理修復(fù)方式的提出,在保障建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上,避免經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。
在損傷診斷中,診斷人員應(yīng)對(duì)新舊建筑物、建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,從檢查結(jié)果出發(fā)對(duì)土木結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷進(jìn)行診斷,在確保工程施工順利安全進(jìn)行的同時(shí),讓建筑各項(xiàng)功能充分發(fā)揮,降低建筑使用后會(huì)出現(xiàn)的維修費(fèi)用。而在建筑物的加固中,結(jié)構(gòu)性損傷診斷的結(jié)果能為加固工作提供判斷參考,建筑物在加固后,其可靠度也是對(duì)建筑安全性評(píng)定的主要標(biāo)準(zhǔn),也是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)方案確定中的主要依據(jù)。此外,診斷建筑物損傷,可對(duì)其受災(zāi)后的實(shí)際狀況進(jìn)行預(yù)判,評(píng)估預(yù)計(jì)損傷,為后續(xù)重建或維修等工作提供幫助。最后,部分建筑物十分重要,部分建筑物的使用人數(shù)、使用次數(shù)均較多,對(duì)上述建筑物進(jìn)行定期結(jié)構(gòu)診斷或檢查,能充分避免損傷,保障建筑穩(wěn)定性和安全性。
二、土木結(jié)構(gòu)損傷及其診斷方法
(一)整體檢測(cè)技術(shù)
首先,是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。ANN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的應(yīng)用,可利用自我學(xué)習(xí)及計(jì)算保障技術(shù)更新的及時(shí)性,且它存在明顯的人性化及前瞻性,能對(duì)結(jié)構(gòu)性損傷、噪音進(jìn)行避免[2]。此外,該方式可對(duì)復(fù)雜非線性的映射關(guān)系進(jìn)行解決,并對(duì)非參數(shù)進(jìn)行診斷,最終將損傷狀況快速確定。也因其存在的損傷確定快速性、人性化等特征,該方式被結(jié)構(gòu)診斷的實(shí)際過(guò)程所廣泛應(yīng)用,如圖1所示。
圖1 ?基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的土木結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別
其次,是動(dòng)力指紋檢測(cè)。該技術(shù)在于比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和被檢測(cè)結(jié)構(gòu),以此掌握被檢測(cè)結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題[3]。若被檢測(cè)結(jié)構(gòu)不同于標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),該類不同便會(huì)顯示于自身的動(dòng)力指紋上,例如振型、頻率、柔度或者應(yīng)變等數(shù)據(jù),檢測(cè)人員在對(duì)上述數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析整理后,便可結(jié)合更為精細(xì)的不同測(cè)量工具及方案,對(duì)土木結(jié)構(gòu)的損傷狀況進(jìn)行確定。而土木結(jié)構(gòu)的損傷狀況往往較為復(fù)雜,導(dǎo)致?lián)p傷的因素也相對(duì)較多,因此在該技術(shù)的應(yīng)用中,不可僅靠某一類技術(shù)方法對(duì)所有狀況及原因進(jìn)行確定,應(yīng)盡量使用不同的結(jié)合方法完成診斷。
最后,是遺傳算法。該方式在于綜合分析整理建筑物各數(shù)據(jù)及參數(shù),再對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合,進(jìn)行診斷工作或方案選擇。在傳統(tǒng)的診斷方式中,若沒(méi)有信息數(shù)據(jù)的支持,便無(wú)法對(duì)損傷強(qiáng)度及位置進(jìn)行判斷,但遺傳算法的應(yīng)用,便能應(yīng)對(duì)信息匱乏的狀況,在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)的是否損傷進(jìn)行判斷,并對(duì)損傷大體位置及程度進(jìn)行計(jì)算,保障在信息不全的前提下,以計(jì)算數(shù)據(jù)完成合理的方案設(shè)計(jì)。此外,遺傳算法在數(shù)據(jù)計(jì)算及分析中,在于對(duì)可行解的計(jì)算,并非對(duì)目標(biāo)函數(shù)間存在的連續(xù)性進(jìn)行計(jì)算,因而在分析計(jì)算中,即使數(shù)據(jù)間缺少了梯度連續(xù)性,也不會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果即診斷結(jié)果受到影響,而在診斷中也可利用其他方式進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。因此遺傳算法的應(yīng)用,可避免因數(shù)據(jù)的不確定或缺失導(dǎo)致檢測(cè)環(huán)節(jié)停滯不前,避免無(wú)法確定檢測(cè)結(jié)果的狀況發(fā)生。
(二)局部檢測(cè)技術(shù)
在當(dāng)下土木結(jié)構(gòu)的診斷中,該技術(shù)是一類重要技術(shù),它又名無(wú)損檢測(cè),其中主要涵蓋磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等五類技術(shù)內(nèi)容。它的應(yīng)用,主要是對(duì)建筑物的內(nèi)結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行檢測(cè),以此判斷其是否完整,檢測(cè)其有無(wú)裂縫,或銜接牢固性,并對(duì)其構(gòu)件連接的堅(jiān)固和準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷。在診斷檢測(cè)中,為確保診斷效率及準(zhǔn)確性,一般融合多種方式完成診斷工作,一則對(duì)單一檢測(cè)技術(shù)的漏洞進(jìn)行彌補(bǔ),二則保障檢測(cè)的高效率及全方位。以磁粉檢測(cè)為例,它一般被用于對(duì)材料密度均勻度等方面的檢測(cè),以對(duì)材料吸附磁粉所生成的磁痕,對(duì)損傷位置、大小等因素進(jìn)行判定。以滲透檢測(cè)為例,它的應(yīng)用首先要使有色染料、熒光染料往工件缺陷處滲入,再擦除工件表面染料,以此對(duì)缺陷狀況進(jìn)行反映。以射線檢測(cè)為例,它的應(yīng)用在于讓射線穿過(guò)各類材料,以其出現(xiàn)的程度不一的射線數(shù)據(jù)完成診斷。而在渦流檢測(cè)中,它在于對(duì)電磁感應(yīng)出現(xiàn)的渦流變化進(jìn)行解讀,以此對(duì)建筑物中各位置出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行分析。最后在超聲波檢測(cè)中,該過(guò)程會(huì)出現(xiàn)透射或反射等不同熱點(diǎn),再經(jīng)數(shù)據(jù)和熱點(diǎn)的分析及整理后,完成超聲波檢測(cè)。
結(jié)束語(yǔ):
結(jié)合以上,在建筑施工及檢測(cè)中,各類診斷檢測(cè)法的應(yīng)用,存在各自的不足及優(yōu)勢(shì),因此不同領(lǐng)域及范圍內(nèi)均有適應(yīng)其的檢測(cè)方式,保障了診斷工作的準(zhǔn)確性及專業(yè)性。土木結(jié)構(gòu)的損傷診斷需要全面精密技術(shù)的支持,綜合分析及診斷建筑內(nèi)部空間會(huì)存在的不同損傷,并從其損傷狀況和分布范圍出發(fā)確定原因及關(guān)系,為解決方案的合理設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ),保障結(jié)構(gòu)損傷的有效修補(bǔ)。最后,土木結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)的損傷因素存在一定模糊性及隨機(jī)性,診斷結(jié)果通常較為復(fù)雜,因此現(xiàn)有的土木結(jié)構(gòu)損傷診斷仍需逐步提升和研究。
參考文獻(xiàn)
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