关于土木结构损伤及其诊断方法分析

徐丹

摘要：在建筑工程中，土木结构是一类常见模式，但其也存在一定劣势，例如其尺寸和质量均偏大，在使用中易被非结构构件、环境等因素影响，最终导致土木结构耐久性或结构质量降低。此外，若土木结构在损伤后未能及时修理，便会导致损伤程度逐渐加重，带来更大的土木结构问题，影响结构安全性。以下分析土木结构损伤及其诊断的意义，探究土木结构损伤及其诊断方法。

关键词：诊断方法;损伤;土木结构

引言：

在城市化进程的影响下，现有建筑物的数量逐步增长，国民也对建筑物质量提升了关注和重视。而要保障建筑质量，对土木结构损伤诊断的重视及强化便十分重要，若土木结构出现损伤又未能及时处理，便会带来严重的安全隐患，最终导致较大经济损失。因此在现有的土木结构损伤诊断中，诊断人员应逐步提高诊断方法的科学性，对损伤位置进行准确定位，提出合理修复方案强化土木结构的安全性及耐久性。

一、土木结构损伤及其诊断的意义

在当下建筑行业内，土木结构的应用十分廣泛，但其应用仍存在一定问题，需要建筑从业者继续研究土木结构的应用。例如土木结构因自身特征影响，较易被其他因素所干扰，当严重自然灾害出现时，土木结构便会出现振动，当强烈地震出现时，结构也会因振动影响出现程度不一的损伤，最终导致安全隐患或安全事故[1]。因此在现有的土木工程施工中，各管理者要重视土木结构出现的损伤状况，将损伤诊断所需技术逐步加强，为具体损伤的准确诊断提供条件，并保障合理修复方式的提出，在保障建筑质量的基础上，避免经济损失和安全事故。

在损伤诊断中，诊断人员应对新旧建筑物、建筑结构进行检查，从检查结果出发对土木结构的内部损伤进行诊断，在确保工程施工顺利安全进行的同时，让建筑各项功能充分发挥，降低建筑使用后会出现的维修费用。而在建筑物的加固中，结构性损伤诊断的结果能为加固工作提供判断参考，建筑物在加固后，其可靠度也是对建筑安全性评定的主要标准，也是设计师在设计方案确定中的主要依据。此外，诊断建筑物损伤，可对其受灾后的实际状况进行预判，评估预计损伤，为后续重建或维修等工作提供帮助。最后，部分建筑物十分重要，部分建筑物的使用人数、使用次数均较多，对上述建筑物进行定期结构诊断或检查，能充分避免损伤，保障建筑稳定性和安全性。

二、土木结构损伤及其诊断方法

（一）整体检测技术

首先，是神经网络法。ANN神经网络法的应用，可利用自我学习及计算保障技术更新的及时性，且它存在明显的人性化及前瞻性，能对结构性损伤、噪音进行避免[2]。此外，该方式可对复杂非线性的映射关系进行解决，并对非参数进行诊断，最终将损伤状况快速确定。也因其存在的损伤确定快速性、人性化等特征，该方式被结构诊断的实际过程所广泛应用，如图1所示。

图1  基于神经网络的土木结构损伤识别

其次，是动力指纹检测。该技术在于比对标准结构和被检测结构，以此掌握被检测结构会出现的问题[3]。若被检测结构不同于标准结构，该类不同便会显示于自身的动力指纹上，例如振型、频率、柔度或者应变等数据，检测人员在对上述数据及现象分析整理后，便可结合更为精细的不同测量工具及方案，对土木结构的损伤状况进行确定。而土木结构的损伤状况往往较为复杂，导致损伤的因素也相对较多，因此在该技术的应用中，不可仅靠某一类技术方法对所有状况及原因进行确定，应尽量使用不同的结合方法完成诊断。

最后，是遗传算法。该方式在于综合分析整理建筑物各数据及参数，再对原始数据进行结合，进行诊断工作或方案选择。在传统的诊断方式中，若没有信息数据的支持，便无法对损伤强度及位置进行判断，但遗传算法的应用，便能应对信息匮乏的状况，在此基础上对结构的是否损伤进行判断，并对损伤大体位置及程度进行计算，保障在信息不全的前提下，以计算数据完成合理的方案设计。此外，遗传算法在数据计算及分析中，在于对可行解的计算，并非对目标函数间存在的连续性进行计算，因而在分析计算中，即使数据间缺少了梯度连续性，也不会导致计算结果即诊断结果受到影响，而在诊断中也可利用其他方式进行数据获取。因此遗传算法的应用，可避免因数据的不确定或缺失导致检测环节停滞不前，避免无法确定检测结果的状况发生。

（二）局部检测技术

在当下土木结构的诊断中，该技术是一类重要技术，它又名无损检测，其中主要涵盖磁粉检测、渗透检测等五类技术内容。它的应用，主要是对建筑物的内结构主体进行检测，以此判断其是否完整，检测其有无裂缝，或衔接牢固性，并对其构件连接的坚固和准确性进行判断。在诊断检测中，为确保诊断效率及准确性，一般融合多种方式完成诊断工作，一则对单一检测技术的漏洞进行弥补，二则保障检测的高效率及全方位。以磁粉检测为例，它一般被用于对材料密度均匀度等方面的检测，以对材料吸附磁粉所生成的磁痕，对损伤位置、大小等因素进行判定。以渗透检测为例，它的应用首先要使有色染料、荧光染料往工件缺陷处渗入，再擦除工件表面染料，以此对缺陷状况进行反映。以射线检测为例，它的应用在于让射线穿过各类材料，以其出现的程度不一的射线数据完成诊断。而在涡流检测中，它在于对电磁感应出现的涡流变化进行解读，以此对建筑物中各位置出现的结构缺陷进行分析。最后在超声波检测中，该过程会出现透射或反射等不同热点，再经数据和热点的分析及整理后，完成超声波检测。

结束语：

结合以上，在建筑施工及检测中，各类诊断检测法的应用，存在各自的不足及优势，因此不同领域及范围内均有适应其的检测方式，保障了诊断工作的准确性及专业性。土木结构的损伤诊断需要全面精密技术的支持，综合分析及诊断建筑内部空间会存在的不同损伤，并从其损伤状况和分布范围出发确定原因及关系，为解决方案的合理设计提供基础，保障结构损伤的有效修补。最后，土木结构会出现的损伤因素存在一定模糊性及随机性，诊断结果通常较为复杂，因此现有的土木结构损伤诊断仍需逐步提升和研究。

参考文献

[1]周建平.基于土木结构损伤及其诊断方法分析[J].科技视界，2017，000（033）：123-123.

[2]王亚峰.土木工程结构损伤诊断分析[J].名城绘，2019（8）：0380-0381.

[3]彭宁.基于振动的土木工程结构损伤诊断识别方法研究[J].消费导刊，2017，000（037）：50.