百色学院澄碧校区建筑结构健康诊断研究

2016-10-21陈力攀

科技与企业 2016年9期

【摘要】在分析现有的建筑结构诊断手段不足的基础上，建立百色学院澄碧校区建筑结构信息库，收集周边环境、设计、施工、材料和设备、建筑物验收以及建成后运行维护及监测信息，并与工程实践经验结合，建立百色学院澄碧校区建筑结构健康诊断系统，更好地解决建筑结构健康诊断问题。

【关键词】建筑结构；健康诊断；澄碧校区

1.引言

随着经济发展和人们生活水平的提高，人们越来越重视各种建筑结构在它们的使用寿命之内的安全性，因此定期监测建筑结构在长期负荷作用和不利荷载作用下的安全性已经成为现代公众和政府关心的重要课题。百色学院澄碧校区建设过程中，为了获得平整的校园场地，移山填湖，形成了承载能力非常差的地基。在这样的地基上盖房子，对建筑设计水平和施工质量都提出了很高的要求。传统的建筑结构健康诊断手段存在着较大的不足之处，为了保证澄碧校区建筑物建成后能正常使用50年，建立百色学院澄碧校区建筑结构信息库，充分收集建筑结构的各种信息，包括周边环境、设计、施工、材料和设备、建筑物验收以及建成后运行维护及监测信息，并与工程实践经验相结合，建立百色学院澄碧校区建筑结构健康诊断系统，以更好地解决澄碧校区建筑结构健康诊断问题。

2.传统建筑结构诊断方法存在的不足

传统的建筑结构健康诊断方法是在建筑结构建成后，对工作状态中的建筑结构进行监测，对建筑物运营系统、运行信号进行实时扫描。[1]传统的建筑工程结构损伤诊断的方法可分为两种[2]：局部检测法和整体检测法，这两种方法都存在较大的不足。局部检测法主要包括肉眼直接观察法、回弹法、超声法、超声回弹综合法、雷达法、钻芯法等。这些技术能够成功应用于检查某些部件的裂缝的位置、焊接缺陷、松弛或失稳等，在实际工程应用中，经常是把几种技术综合使用对建筑结构进行检测。局部检测法只是针对局部损伤的检测方法，很难预测结构整体性能的退化。因此，国内外的研究热点就转向了基于结构振动测量的整体损伤检测方法，该方法依据的原理是：结构损伤的出现会导致结构性能参数（例如刚度、频率和阻尼）的变化。理论上，根据结构某些性能参数（例如刚度、频率和阻尼）的变化，能够探测结构的损伤。结构动力损伤探测的基础问题就是根据对结构动力响应的测量来回答结构是否已经发生损伤？损伤的位置在哪里？损伤的程度如何？[3]但是整体检测方法也有局限性，该方法为了使反演结果唯一而附加的数学约束，通常未能描述结构受损伤的真实状态，在复杂的实际工程结构中难以应用。传统的建筑物健康诊断的模式存在成本高、实用性差等不足之处，必须加以改进。

3.百色学院澄碧校区建筑结构健康诊断系统

建筑工程结构在设计、施工、竣工验收、运行等各个阶段都存在大量的信息，这些信息对正确判断建筑工程结构的安全运行有非常重要的影响和帮助，对建筑工程结构的健康诊断必须有效地利用这些信息。[4]针对现有的建筑工程结构健康诊断存在的不足，建立百色学院澄碧校区建筑物信息库，充分收集该校区建筑工程结构在设计、施工、检查验收、运行维护等各个阶段的信息。开发出针对百色学院澄碧校区的建筑结构损伤多媒体知识系统，并与工程师实践经验相结合，更好地解决百色学院澄碧校区建筑工程结构健康诊断问题。

3.1建立百色学院澄碧校区建筑物信息库

收集百色学院澄碧新校区建筑物的建造和管理信息，建立建筑物信息库。包括周边环境、设计、施工、材料和设备、验收以及建筑物建成后的监测信息。①环境信息：如当地气候、地质状况、地震等自然灾害发生频率等。而且必须分别指出这些信息分别对建筑结构的设计，施工，运营和维护产生何种影响。②设计信息：地质勘察报告书、全套建筑施工图纸、结构施工图、安装工程施工图、施工过程中的图纸变更、预埋构件、隐蔽工程、建筑结构设计的电子模型、建筑结构计算书等。③施工安装信息：建筑工程的施工方案、施工组织设计、各种施工措施和技术问题的处理、施工过程遇到特殊气候干扰、施工日记。④材料信息：各种建筑材料的规格、质量合格证明、试验参数、建筑材料进场检测记录、施工各阶段对各种建筑材料的质量检测报告。各种设备的规格、技术参数、使用寿命、使用方法、维护保障方法。⑤验收信息：各种进场材料和进场设备验收资料、基坑验收资料、基础工程验收资料、主体结构验收资料、各分部分项工程验收、建筑物竣工验收资料。以及竣工验收中的施工状况，验收检测内容，验收检测部位，验收检测方案，验收检测结果评估等信息。⑥主要参与者信息：建筑工程设计单位、地质勘察单位、工程施工单位、工程监理单位、建筑材料供应单位、质量监督站。这些单位的資质等级、企业业绩、注册资金、技术实力以及参与该工程项目的技术人员的相关情况。⑦建筑物的管理信息。建筑物的名称、位置、用途、建设时间、竣工时间、投入使用时间，以及使用过程中如何对建筑物进行管理维护，由哪些人员负责。⑧建筑物建成后的监测信息。由专门的部门和人员对建筑物的不均匀沉降、裂缝等信息进行监测，做好数据记录。

3.2开发出针对百色学院澄碧校区的建筑结构健康诊断系统。

开放针对对百色学院澄碧校区建筑结构损伤的多媒体知识系统，运用视频、动画、图片、文字等多种手段，充分展现建筑结构可能发生的各种损伤的破坏形态和破坏机理，并提出预防措施和补救措施。在建筑物信息库和建筑结构损伤多媒体知识系统的帮助下，结合建筑结构专家的工程实践经验，建立澄碧校区建筑结构健康系统。

4.结语

针对传统的建筑结构健康诊断方法存在的不足，建立了百色学院澄碧校区建筑物信息库，研制出针对澄碧校区的建筑结构健康诊断系统，对保证百色学院澄碧新校区建筑结构的安全可靠性发挥重要作用。

参考文献

[1]冯新，李国强，周晶.土木工程结构健康诊断中的统计识别方法综述[J].地震工程与工程振动，2005（4）.

[2]喻波.新型结构健康诊断方法[D].北京：清华大学，2004.

[3]杨艳娟.结构健康诊断研究简述[J].煤炭技术，2007（4）.

[4]张昌栋，杨武.建筑物健康诊断研究[J].建筑管理现代化，2009（10）.

作者简介

陈力攀，男，硕士，工程师，国家注册监理工程师，主要从事工程管理和工程造价方面的教学工作。

基金项目