关于土木结构损伤及其诊断方法分析

陈溥

（山西中创建筑设计有限公司， 山西 太原 030027）

0 引言

城市化进程不断的加快，建筑越来越多，人们对建筑的质量非常关注，因此，重视建筑的质量，强化土木结构的损伤诊断很有意义。如果土木结构发生损伤，人们对此又不重视，导致发生重大的安全事故，造成巨大的经济损失，所以，土木结构的损伤诊断很重要，利用科学的损伤诊断方法，找准损伤的位置，研究有效的修复方案，以此来修复土木结构的损伤，使土木结构增强耐久性和安全性。

1 土木工程机构损伤的危害及损伤诊断的含义

当前，土木结构是建筑行业最常用的建筑结构，土木结构还不太完善，因此，对于土木结构的研究还得继续，另外，在不断地前进中，要积极的探索。因土木结构自身的特点，容易受其他因素的影响，遇到糟糕的自然灾害时，土木结构会发生一定的震动，如果遇到强烈的地震，土木结构受到震动的影响，会发生不同程度的损伤，进而导致安全事故的发生，危害人们的生命安全，造成经济损失。因此，土木工程施工管理人员应该对土木结构的损伤加强重视，并加强损伤诊断技术，以便能更加准确的诊断出具体的损伤，然后针对损伤提出有效的修复方法，这样不仅能确保建筑的质量，还能避免发生事故和经济损失。

在建筑工程施工诊断损伤的工作中，相关的人员应该检查新旧建筑物以及建筑的结构，根据检查的具体情况，来诊断建筑工程土木结构内部存在的损伤，这样不仅能保证建筑工程施工安全顺利的进行，还能确保建筑能充分地发挥其作用，节省建筑投入使用后的维修费用。其次，通过对建筑物进行损伤诊断，可以判断出建筑受灾害后的状况，对损伤进行评估，对以后的维修和重建工作有很大的帮助。最后，一些建筑物有非常重要的意义，还有的建筑物使用次数多、人数较多，对于这样的建筑要定期的进行结构的诊断和检查，避免发生损伤，而影响建筑物的安全性和稳定性，造成不可挽回的损失。

2 土木结构损伤及其诊断方法分析

2.1 局部检测技术

局部检测技术是最常用的诊断损伤的方法之一，局部检测技术又称为无损检测技术，该技术又分为好几种，如超声波检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测五种诊断技术，这些技术多数用于判断建筑物结构内部是否出现裂缝，各构件的衔接是否牢固，构建连接的问题。为了提高诊断损伤的工作效率，可以结合多种诊断技术，对建筑结构进行损伤的诊断，从而正确的判断出损伤的位置和程度。

磁粉检测技术通常应用于材料的检测，主要检测材料的密度是否均匀，连续性是否好，磁粉检测的工作原理是材料吸附磁粉会产生磁痕，根据磁痕的状况判断建筑物的不连续性，能准确的检测出建筑不连续性的位置以及严重的程度。射线检测一般也是用于检测材料的，当射线穿过材料的时候，材料的具体状况就会反映出来，根据反映出的数据判断材料的状况。超声波技术利用超声波检测建筑的活动性情况，当发现缺陷时，可以将信号放大，得到一些参数，根据参数可以判断出建筑结构内部的损伤。涡流检测是利用电磁感应差生涡流变化，根据涡流的变化程度可以诊断出建筑物的结构不足。渗透技术是利用荧光染料或者有色染料渗入到工件缺陷中，要注意及时的把表面的染料擦掉，这样就可以放映出缺陷的状态。

2.2 整体检测技术

2.2.1 动力指纹检测技术

动力指纹检测技术可以判断出建筑物结构与标准结构的不同，利用动力指纹检测技术检测建筑物结构离标准结构的差距，如果与标准结构有不同就会反映在动力指纹上，主要包含：频率、柔度、应变等，动力指纹技术能判断出结构是否存在损伤，但是不能对损伤做出详细的测量，因此，运用此技术的同时还需要其他的检测技术，以便对结构损伤做出精准的判断。

2.2.2 神经网络法

科技在不断的发展，在建筑物结构诊断中也引用了高科技，而且取得了很好的效果，人工神经网络诊断法中的ANN神经网络法比较突出，该技术不仅可以自我计算，还能进行自我学习。该项技术最大的优点就是人性化，具有前瞻性，而且对建筑结构不会产生损伤。ANN神经网络法可以解决非线性映射关系，最后能准确、快速的诊断出结构的损伤具体位置以及损伤的程度。

2.2.3 遗传算法

遗传算法是对各类参数和数据进行综合的选取，然后根据结果进行选择适合的方案来完成诊断的工作。遗传算法的优点是在信息缺乏的状况，能正确的进行诊断结构的损伤、损伤的位置、损伤的程度等，针对信息不全进行有效的诊断，具有选择最佳方案的能力。遗传算法是计算可行解，面对部分数据缺失或者不连续，也能进行其他的方式进行搜索。

2.3 基于小波理论的小波诊断

小波诊断的更加精确，该技术主要是通过小波的变换分析的工作原理，对土木结构损伤前后的时域及频域进行分析，从而判断出土木结构损伤的情况。另外，小波可以利用其动力学特性对土木结构进行检测，由此可见，小波诊断的比较精准，适用于对土木结构进行损伤诊断。

2.4 基于结构参数改变的诊断方法

对于土木结构参数发生改变的诊断方法主要有：动力诊断法、静力诊断法两种方法。动力诊断法最大的优点是，土木结构的规模的大小不受限制，不论结构的大小都是用，在结构处安装一个动力传感器，通过分析检测的数据，就可以准确的判断结构的损伤以及损伤的程度。动力诊断方法根据特征指标判断结构的损伤，特征指标有固定频率变化指标诊断和振型变化指标诊断，两种诊断指标各有优缺点，因此，根据结构的具体情况，选择合适的方法。另外，分析静力诊断法，在诊断土木结构时，一般情况下，会使用此方法，静力诊断法可以诊断结构的刚度、应变、位移等静力参数，该方法的工作原理就是通过分析参数的不同来诊断结构的损伤。这种方法适用于个别构件的损伤诊断，并不适用于整个工程的结构损伤诊断，如果采用静力诊断法对整个工程的结构进行损伤的诊断，会出现遗漏的现象。从而埋下很多的安全隐患，不利于土木结构的稳定性和安全性。

3 结语

近年来，科学技术发展快速，被应用到各个领域，其中土木结构损伤的诊断也运用高科技，促进土木结构损伤诊断的发展。根据土木结构的具体情况选择适当的诊断方法，或者使用多种方法进行诊断，从而准确的诊断出结构的损伤，以及损伤的位置与程度，从而可以帮助更好地进行修复，进而提高结构的耐久性，确保土木结构的安全性。