土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评

李博文

摘 要 土木工程可以促进城市发展，如今我国土木工程行业规模日渐扩大。同时，土木工程的安全问题显现出来。在我国的地震多发区域，建筑物的抗震性被人们重点关注。通过建筑物的结构设计，提高其安全性和抗震性成为关键。本文将结合安全评估和健康监测的重要意义，针对土木工程结构设计中存在的主要问题提出了相关的优化措施。

关键词 土木工程 安全性评估 健康监测

中图分类号：TU311 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）07-0047-02

人们的日常生活离不开土木工程行业，因此其安全性被人们所关注。对土木工程进行安全性评估，可以提前掌握建筑物的质量水平。对土木工程进行健康监测，可以提前预测建筑物存在的安全隐患。了解了这些情况，就可以及时对建筑物进行维修养护和整改，才能使人们对土木工程行业更加信任。

1 安全评估重要意义

简单来说，安全评估即对建筑进行危险隐患预测，以及危险隐患查找分析。结构安全性评估也就会对建筑物结构进行安全监测，从多个角度考虑其安全性，可以保障居民的生命健康。在土木工程结构监测中，其结构并非统一安全级别，其级别是按照结构在建筑整体项目中的重要程度进行分类的，进而分成不同安全级别。建筑结构安全性评估和建筑结构可靠性评估不同，安全性评估的结果相对精准，因为安全性评估对施工结构的要求更加严格，通过有效测试，获取相关数据，再通过数据结果，对建筑物进的安全等级进行评判[1]。建筑项目完成后，会出现因安全问题返工的现象，这给相关企业带来更多成本支出，对工程结构进行安全性评估，可以减少返工现象的发生。倘若发现安全隐患，可以在安全验收评价中进行有效处理。安全评价可以让从业人员了解建筑存在的风险，为安全管理奠定基础。提高建筑的安全性可以为建筑企业带来收益，促进建筑行业发展。

2 健康监测重要意义

混凝土建筑结构容易受到外界因素的影响，出现结构功能退化和结构被破坏的情况。功能退化和自然因素都有可能形成破坏因素。目前，很多建筑结构发生事故都是由裂缝失稳扩展引起的。部分建筑施工中，由于监测不充分，混凝土养护不完善，导致建筑物坍塌。这种情况削弱了结构承载力，影响建筑物的使用寿命。经调查得知，若对建筑结构进行定期监测和有效管理，可以有效预防安全事故发生，延长建筑物的使用时间。目前，我国建筑物存在一些诟病，比如建筑体积大，但其质量差，或存在结构极为复杂的建筑。检测工作应在施工前，通过先进手段完成，但是建筑物体积过大，受到的影响因素就越多，导致检测模拟不能有效进行。也就是说，对结构极为复杂的建筑结构进行检测，存在一定难度。土木工程结构在初期的隐患问题，可以通过相关监测发现问题，并及时改善，有效避免人力和物力的浪费，提高企业经济效益[2]。土木工程结构的健康监测就是随时对其整体进行监测，科学诊断结构破损处，对其各方面的能力进行分析评估，倘若建筑物出现问题，可以争取维修养护的时间。所以，对土木工程进行健康监测十分必要。此外，土木工程结构的监测往往是检测结构的内在环境等方面，在系统上存在一定共享性。所以，应积极利用其共享性，对健康监测和施工监控这两个系统进行规划。监测系统由许多系统分模块组成，里面内含许多硬件系统和软件系统。比如，通过对硬件和软件进行测算，可以采集结构资料。子系统是终端产品，也是各个系统的集成界面。子系统可以为用户提供访问，其用户操作具有易用性。系统采集的有关资料可以通过直观的形式体现，用户可以通过精准数据对土木工程结构进行安全评价。还可以通过有效数据，对建筑物做出及时的养护工作[3]。

3 土木工程结构设计中存在的主要问题分析

3.1 建筑结构抗震性差

我国是地震高发国家，地震灾害经常发生。地震灾害对人们的生命安全和财产安全造成损失，大多是由于建筑物倾斜倒塌导致的。所以，提高建筑物的抗震性十分有必要。为提高建筑物结构的抗震性，可以对土木工程的结构进行合理设计，以降低建筑物倒塌、裂缝的发生率。在进行抗震设计过程中，要结合本地实际情况，根据地质情况做出相应改进。

3.2 建筑结构设计不合理

土木工程的安全受到其结构设计的影响，土木工程的部分设计人员的设计能力不强，其自身专业技能不充足。部分设计人员在进行结构设计时，没有进行实地考察，未对实际情况进行有效研究，可能会导致结构设计存在一些问题，留下很多安全隐患。除此之外，部分设计人员过度追求土木工程的外形设计，将建筑物设计多样，忽略了异样结构存在的安全隐患[4]。

3.3 材料选择不当

建筑材料选择对土木工程的安全性直接造成影响。一些建筑项目施工现场，监管人员对施工材料管理不妥当，导致施工材料与实际施工要求不相符，形成潜在问题。同时，土木工程行业施工成本比较高，部分施工企业为了有更多利益，控制施工成本，会选择一些成本低的材料，这种材料的质量不符合标准，给建筑项目带来许多不确定因素，使建筑项目安全性受到不良影响。

3.4 建筑结构设计不受重视

在设计土木工程的结构时，相关部门对相关工程监督工作不够重视，国家对此项工作的实施，存在一些漏洞。对展趋势掌握不全面。同时，在此方面没有完善相关制度，这种情况不仅与国家相关管理力度有关，还与我国土木工程结构设计工作宣传程度有关，这种情况很容易使工程质量差，甚至还会出现偷工减料的行为。除此之外，在结构设计领域，没有法律法规对设计人员进行约束，使建筑物结构的安全性得不到保障[5]。

4 土木工程結构设计优化措施分析

4.1 对建筑结构变形有效控制

在进行建筑物设计过程中，要结合多方面因素考虑。倘若建筑物结构刚度过强，受到强大作用力，容易受到破坏。比如，地震产生的巨大作用力，结构过硬，形变能力差，容易开裂，使土木工程安全性降低。但如果建筑延展性强，刚度较差，使建筑物具有良好的形变能力，能够抵抗外部作用力[6]。但是建筑结构形变过大，超出了建筑结构承受范围，会使建筑物的局部坍塌或裂缝。所以，设计者在设计建筑物结构时，注重刚度的同时，还要注重柔度，这样方可使建筑物承受外部作用力，还可以控制形变范围，使建筑物安全性提高。

4.2 科学合理的结构设计

首先，土木工程设计结构应该具有连续性，在设计阶段以及建筑项目施工阶段，都应该使结构具有连续性。其次，结构构件之间要進行可靠连接。在确保建筑项目具有良好的延展性的前提下，为了使工程项目构件之间连接的可靠性，应该使构件强度得到保持，不能低于其他连接构件的强度。预埋构件的强度应该高于其他连接构件。最后，将建筑物结构的纵向刚度提高。部分工程在选址以及施工时，没有对地基进行妥善处理，可能会使建筑物下沉，还可能出现建筑物倾斜的情况。基于此，设计人员在进行结构设计时，可以通过一些改善方式提高建筑物刚度，比如，设置建筑地下室、设置通长基础梁等。这些方式可以有效改善建筑物的下沉问题，使建筑物安全性提高。

4.3 对施工材料的选择加强管理

针对施工材料选项不当的情况，首要任务是实施有效管理。从业人员要结合施工的实际情况，通过研究土木工程的类别，进行合理选材。同时，土木工程施工企业有必要建立科学合理的规章制度。从业人员要严格遵循相关规范和标准进行选材，这样才能使施工材料质量符合标准。在选好的施工材料未使用时，工作人员要对施工材料进行抽样检查，进一步确认施工材料符合土木工程施工标准。其次，土木工程施工企业要针对选好的施工材料进行备案，为工程日后的维修养护工作奠定基础，从而将工作难度降低。企业管理人员要对建筑材料档案进行整合。最后，相关人员对管理施工设备工作提高意识，土木工程施工企业有必要引进科学设备和先进手段，使施工质量得到保障，也有利于施工管理工作的实施[7]。

4.4 相关部门重视建筑结构设计工作

我国相关部门应对土木工程结构设计工作加以重视。要对建筑物结构设计工作加大宣传，使从业人员对此提高重视。在结构设计工作方面，国家应设置相关监督制度，并结合实际建筑施工情况，不断对其进行完善。以安全、经济为目标进行设计。比如，要求在计算内容方面，必须要有效计算构件的承载能力，还要计算其极限状态。在建筑结构上，要分析每种作用下的效应，分析出不利组合。在抗震方面，国家要求建筑抗震设防烈度为6到9度。设计人员必须根据建筑物所在地、建筑高度等方面进行设计。

5 结语

总之，人们逐渐意识到土木工程结构安全的重要性。设计人员在设计建筑物结构时，要按照相关设计标准。还要不断提高自身能力，设计出同时具备安全性和抗震性的土木工程结构。相关部门要对其有效监管，从而使建筑结构设计质量提高，使安全事故发生率降低。设计人员在设计过程中，应采取有效措施解决相关问题，提高建筑物的安全性。

参考文献：

[1] 陈松庭.探微土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].中华建设，2020（09）：106-107.

[2] 沈利来.基于冗余度理论的结构安全性评估和优化设计[D].苏州科技大学，2018.

[3] 段景敏.土木工程结构安全性评估要求[J].四川水泥，2015（10）：347.

[4] 黄振育，郭敬林.重大土木工程结构的智能检测与健康诊断[J].城市建筑，2013（08）：43.

[5] 焦怡彬，梁俪馨.加强土木工程结构设计安全性的措施讨论[J].居舍，2021（02）：77-78.

[6] 熊黎黎.关于土木工程结构设计与地基加固技术认识[J].门窗，2019（10）：91-92.

[7] 叶昕.基于安全性及经济价值前提的土木工程结构设计与地基加固技术探究[J].花炮科技与市场，2019（04）：122.