關(guān)于土木結(jié)構(gòu)損傷及其診斷方法分析

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，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)在損傷后未能及時修理，便會導(dǎo)致?lián)p傷程度逐漸加重，帶來更大的土木結(jié)構(gòu)問題，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：

在城市化進程的影響下，現(xiàn)有建筑物的數(shù)量逐步增長，國民也對建筑物質(zhì)量提升了關(guān)注和重視。而要保障建筑質(zhì)量，對土木結(jié)構(gòu)損傷診斷的重視及強化便十分重要，若土木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷又未能及時處理，便會帶來嚴重的安全隱患，最終導(dǎo)致較大經(jīng)濟損失。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，對損傷位置進行準確定位，提出合理修復(fù)方案強化土木結(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，當嚴重自然災(zāi)害出現(xiàn)時，土木結(jié)構(gòu)便會出現(xiàn)振動，當強烈地震出現(xiàn)時，結(jié)構(gòu)也會因振動影響出現(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，為具體損傷的準確診斷提供條件，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)濟損失和安全事故。

在損傷診斷中，診斷人員應(yīng)對新舊建筑物、建筑結(jié)構(gòu)進行檢查，從檢查結(jié)果出發(fā)對土木結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷進行診斷，在確保工程施工順利安全進行的同時，讓建筑各項功能充分發(fā)揮，降低建筑使用后會出現(xiàn)的維修費用。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，其可靠度也是對建筑安全性評定的主要標準，也是設(shè)計師在設(shè)計方案確定中的主要依據(jù)。此外，診斷建筑物損傷，可對其受災(zāi)后的實際狀況進行預(yù)判，評估預(yù)計損傷，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，對上述建筑物進行定期結(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)習及計算保障技術(shù)更新的及時性，且它存在明顯的人性化及前瞻性，能對結(jié)構(gòu)性損傷、噪音進行避免[2]。此外，該方式可對復(fù)雜非線性的映射關(guān)系進行解決，并對非參數(shù)進行診斷，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)診斷的實際過程所廣泛應(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)損傷識別

其次，是動力指紋檢測。該技術(shù)在于比對標準結(jié)構(gòu)和被檢測結(jié)構(gòu)，以此掌握被檢測結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)的問題[3]。若被檢測結(jié)構(gòu)不同于標準結(jié)構(gòu)，該類不同便會顯示于自身的動力指紋上，例如振型、頻率、柔度或者應(yīng)變等數(shù)據(jù)，檢測人員在對上述數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析整理后，便可結(jié)合更為精細的不同測量工具及方案，對土木結(jié)構(gòu)的損傷狀況進行確定。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)方法對所有狀況及原因進行確定，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)，再對原始數(shù)據(jù)進行結(jié)合，進行診斷工作或方案選擇。在傳統(tǒng)的診斷方式中，若沒有信息數(shù)據(jù)的支持，便無法對損傷強度及位置進行判斷，但遺傳算法的應(yīng)用，便能應(yīng)對信息匱乏的狀況，在此基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)的是否損傷進行判斷，并對損傷大體位置及程度進行計算，保障在信息不全的前提下，以計算數(shù)據(jù)完成合理的方案設(shè)計。此外，遺傳算法在數(shù)據(jù)計算及分析中，在于對可行解的計算，并非對目標函數(shù)間存在的連續(xù)性進行計算，因而在分析計算中，即使數(shù)據(jù)間缺少了梯度連續(xù)性，也不會導(dǎo)致計算結(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)致檢測環(huán)節(jié)停滯不前，避免無法確定檢測結(jié)果的狀況發(fā)生。

（二）局部檢測技術(shù)

在當下土木結(jié)構(gòu)的診斷中，該技術(shù)是一類重要技術(shù)，它又名無損檢測，其中主要涵蓋磁粉檢測、滲透檢測等五類技術(shù)內(nèi)容。它的應(yīng)用，主要是對建筑物的內(nèi)結(jié)構(gòu)主體進行檢測，以此判斷其是否完整，檢測其有無裂縫，或銜接牢固性，并對其構(gòu)件連接的堅固和準確性進行判斷。在診斷檢測中，為確保診斷效率及準確性，一般融合多種方式完成診斷工作，一則對單一檢測技術(shù)的漏洞進行彌補，二則保障檢測的高效率及全方位。以磁粉檢測為例，它一般被用于對材料密度均勻度等方面的檢測，以對材料吸附磁粉所生成的磁痕，對損傷位置、大小等因素進行判定。以滲透檢測為例，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，以此對缺陷狀況進行反映。以射線檢測為例，它的應(yīng)用在于讓射線穿過各類材料，以其出現(xiàn)的程度不一的射線數(shù)據(jù)完成診斷。而在渦流檢測中，它在于對電磁感應(yīng)出現(xiàn)的渦流變化進行解讀，以此對建筑物中各位置出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷進行分析。最后在超聲波檢測中，該過程會出現(xiàn)透射或反射等不同熱點，再經(jīng)數(shù)據(jù)和熱點的分析及整理后，完成超聲波檢測。

結(jié)束語：

結(jié)合以上，在建筑施工及檢測中，各類診斷檢測法的應(yīng)用，存在各自的不足及優(yōu)勢，因此不同領(lǐng)域及范圍內(nèi)均有適應(yīng)其的檢測方式，保障了診斷工作的準確性及專業(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)計提供基礎(chǔ)，保障結(jié)構(gòu)損傷的有效修補。最后，土木結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)的損傷因素存在一定模糊性及隨機性，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

[1]周建平.基于土木結(jié)構(gòu)損傷及其診斷方法分析[J].科技視界，2017，000（033）：123-123.

[2]王亞峰.土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷分析[J].名城繪，2019（8）：0380-0381.

[3]彭寧.基于振動的土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷識別方法研究[J].消費導(dǎo)刊，2017，000（037）：50.