土木工程结构检测技术及损伤识别方法研究
- 格式:pdf
- 大小:1.35 MB
- 文档页数:2
探究土木工程智能健康监测与诊断系统摘要:土木工程智能健康监测与诊断系统是针对土木工程结构监测而采取的一种技术,其包括智能传感、信号处理、健康诊断与安全评定等,本文对其系统构成及作用进行分析,并探讨土木工程智能健康监测与诊断系统研究方向。
关键词:土木工程;智能健康监测;诊断系统中图分类号:s969.1 文献标识码:a 文章编号:在城市化进程的刺激下,我国建筑规模不断扩大,截止到2013年3月,城镇人均住宅建筑面积达到28平方米左右,但是其中一半的建筑已经进入了中老年时期,且现存建筑中有60%的建筑存在一定的质量问题,有10%左右的建筑需要加固。
从桥路建设上来说,我国公路里程已达到193.05万公里,但是,近35%的桥路存在质量问题,或是功能降低,或是损伤,抑或是结构不合理。
鉴于以上情况,为保证建筑质量安全,需要对土木工程展开结构、质量、设施等方面进行监测与评定。
一、结构健康监测针对于土木工程存在的结构、质量问题,现阶段通常利用现场无损传感以及结构系统对土木工程的结构变化进行分析和监测,以获得结构损伤或是结构功能变化信息,在监测过程中,其可以对结构应变、速度、位移、旋转等参数进行测量,并根据测量结果采取相应的措施进行加固或是结构调整,以保证土木工程质量的实现。
由于土木工程的结构较为复杂,且具有多样性,影响结构性能变化的因素较多,因此,在监测中所需要的机械系统较为复杂,但是无论何种监测系统,其目标都在于尽早发现结构损伤,并在传感器允许的作用下,依据监测技术,对损伤位置、程度、剩余寿命等进行定位。
结构健康监测的方法主要有以下几种:1.基于频率观测的结构损伤识别结构的固有频率是表示结构固有特性的整体量,当结构的局部出现损伤时,结构的固有频率将发生变化,随着刚度的降低,结构的固有频率将会增大。
正是由于这一特性加上结构固有频率易于测量和测量误差小,很多研究者将结构的固有频率作为结构损伤识别的损伤标示量。
但是,利用频率作为损伤诊断的标示量也存在一定的局限性:(1)对损伤位置的不敏感性。
建筑混凝土结构实体检测与检测方法研究摘要:在土木工程施工过程中,结构实体质量会在一定程度上直接影响建筑工程的整体施工质量。
因此,为了有效地提高施工过程的安全性和工程的耐久性,必须对结构实体进行全方位的检查。
本文主要对结构实体检测及检测方法进行了深入的分析,希望能为相关人员提供合理的参考。
关键词:结构实体;检测方法;研究引言在建筑工程施工中,混凝土结构是一个非常重要的组成部分,其施工质量在一定程度上会直接影响工程的整体施工质量,也会直接影响建筑工程的安全性和耐久性。
因此,在实际施工过程中必须全面开展混凝土结构实体检测工作,通过这种方式促进结构实体质量的进一步提高。
在结构实体检测过程中,要明确检测项目和具体检测方法,并针对不同项目选择合适的方法对实体进行检测,在保证精度提高的基础上,为结构实体的安全提供良好的保障。
由于规范的缺失和对规范理解的不同,从仪器设备的生产、检测方法的应用到检测结果,对结构实体的检测都有不同的标准。
针对这一情况,一些省、市、区对体检的内容要求做出了一些地方规定。
但一般情况下,结构实体检测还应从检测项目、抽样数、检测方法、结果判定等方面建立统一的技术标准或技术程序,为各方提供检验规则、可行、循证的技术支持,为施工质量验收提供客观准确的检测数据,确保建筑结构的安全。
现在我们在结构实体检测方面的一些体会和大家一起来探索一下。
1.混凝土结构实体检测涉及的项目在混凝土结构的验收过程中,目前我国有统一的规定。
首先,在混凝土结构的实体检验中,有必要对影响建筑结构安全和工程使用的部分进行抽样检测。
也就是说,在实际施工过程中,不是对全部工程进行验收,而是对部分工程进行验收并加强对工程的质量控制,通过这种方式为建设工程中承载结构的质量提供良好的保证,同时也有效地保证了建筑结构的整体安全。
结合实际情况来看,本项目涉及的混凝土结构实体检测主要包括以下几个方面:一是建设项目中混凝土承载结构的强度;第二,在建筑工程中,砌体结构中砌筑砂浆的强度;第三,在建设项目中,钢筋的位置和数量以及混凝土保护层厚土的检测;第四,检测建筑工程中现浇楼板的实际厚度。
阐述土木工程损伤检测技术分类及应用方法21世纪,工程建设已经成为影响社会稳定可持续发展中的至关重要的方面。
自21世纪以来中国的建设方面,在国际上还是占据着相对主导的地位。
由于土木结构的自身属性,长时间的日晒雨淋容易使材料老化,使用过度导致的质量下降等情况屡见不鲜,结构稳定性下降,通过土木工程损伤检测技术可以对一些工程损伤的具体位置和程度进行检测,预防结构损伤的恶化,确保结构优良,科学的进步,为损伤检测技术的发展提供了支持,从传统的检测方法开始转向科学技术、仪器导向的精确检测方法。
现代检测测技术与土木工程损伤检测的结合,使得现在的土木工程损伤检测更高效和准确。
1 检测技术的分类就目前的检测技术上看,大致分为两类,第一,静态检测方法,以(射线检测法、雷达检测法、声发射检测法、红外检测法、超声波检测法)为主;第二,基于结构振动损伤识别上发展起来的动态检测方法。
2 结构损伤诊断的方法及应用2.1 传统的检测方法传统的检测方法包括无损检测和外观检查,其中无损检测又包括:声发射检测、X-射线检测、超声波检测、抽样调查等;主要运用于检测材料的特性和局部的缺陷上。
进行传统检测时,往往需要检测者事先对可以接触到的损伤大致部位进行了解,才能进行检测,这样一来就导致检测具有主观性、局限性,不能将整个工程的损伤情况进行全面的概括。
2.2 静态检测方法2.2.1 声发射检测法声发射法于1964年首次运用于工程的结构诊断上,其具体原理是:当物体受到外力和内力的共同作用时,容易发生形变和断裂,此时内应力减小,存储在其间的能量会形成应力波被释放到环境中来。
一旦材质或结构的内部出现一定的损伤(裂纹、位错等内部微小变化时),应力波便会被释放出来;据此原理,一旦捕获到释放出来的信号,对其发射源进行分析,便可推断发生损伤的部位和程度。
但由于这一信号具有复杂性,和干扰性使得该法的发展缓慢。
2.2.2 超声波法超声波结构损伤检测技术的应用较为广泛,是一种无损检测方法,是依据超声波在介质中的传播规律和性质,超声波声学量(超声声数、传播时间、衰减、频谱)结合物体的几何形态以及力学之间的关联,通过对测得超声波的波形特点进行分析,可以对材料结构的内部缺陷大小和方位进行判断。
论土木工程结构检测和鉴定的探讨摘要:综述了土木工程结构检测和鉴定的基本理论基础,提出土木工程结构检测和鉴定的具体内容,明确优先采用的检测手段对土木工程的检测鉴定提出了建议。
关键词:土木工程检测鉴定一、土木工程结构的检测、鉴定的内容和特点当建(构)筑物需进行检测鉴定时,这些检测鉴定包括:(1)常规的外观检测。
如平整度、倾斜度、尺寸偏差等;(2)强度检测。
如材料强度、构件承载力、钢筋配置情况等;(3)结构内部缺陷的检测。
如混凝土内部的孔洞、裂缝;钢结构的裂缝、焊接缺陷等;(4)材料成分的化学分析,如混凝土的集料分析、钢材化学成份分析等。
对已建结构进行检测与常规的在建建筑结构构件的检测工作相比,有下列特点:①检测工作大多在现场进行,环境干扰因素多;②发生严重质量事故的结构工程,已建时间长,常常管理不善,经常没有完整的技术档案,甚至没有技术资料,有时还会遇到虚假资料的干扰,这时尤要慎重对待;③对有些强度检测常常要采用非破损或少破损的方法进行,因事故现场尤其是对非倒塌事故一般不允许破坏原构件,或者从原构件上取样时只能允许有微破损,稍加加固后即不影响结构强度。
二、工程结构检测和鉴定相关技术2.1 工程结构检测、鉴定方法一般工程结构检测方法,从理论上讲,大体可以分为两类,即静态检测方法和动态检测方法。
工程结构静态检测主要通过观测和静力检测获得结构实际尺寸、材料弹性模量和强度等数据,然后通过力学分析确定结构的工作性能与可靠度水平。
目前我国已有的结构可靠性评价及损伤鉴定标准主要依据该方法。
静态检测方法的测量结果直接且较为可靠。
但是,由于工程结构特别是大型工程结构,一般形体大、构件多且有隐蔽部分,对工程结构所有构件采用静态量测的方法测定其实际性态,工作量巨大,对于某些结构和构件无法测量,静态检测方法存在应用条件受限制和工作效率较低的缺点。
结构动力检测技术是利用结构的动力响应识别结构模态参数或物理参数,评价结构性能、判别结构损伤的方法。
土木工程结构检测鉴定与加固改造新进展及工程实例全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:土木工程结构检测鉴定与加固改造是土木工程领域的重要内容之一,对于老旧建筑的维护和更新起到了至关重要的作用。
随着科技的发展和工程技术的进步,土木工程结构检测鉴定与加固改造领域也在不断取得新进展。
本文将对这方面的最新进展进行探讨,并结合实际工程案例进行分析。
一、土木工程结构检测鉴定新进展1. 非破坏检测技术的应用传统的结构检测鉴定往往需要进行拆除或破坏性检测,给建筑带来了一定的损坏和成本。
而非破坏检测技术的应用,能够更加快速、精准地对建筑结构进行检测,同时避免了对建筑的破坏。
超声波检测、电磁波检测等技术在结构检测中得到了广泛的应用,为工程师提供了更多的可能性。
2. 智能化检测设备的发展随着人工智能和大数据技术的发展,智能化检测设备也逐渐走入土木工程的建筑现场。
智能化检测设备能够自动化、高效地对建筑结构进行检测分析,大大提高了检测的准确性和效率。
具有人工智能算法的无人机在结构检测中的应用,能够更加全面地勘察建筑结构,为后续的加固改造提供更准确的数据支持。
1. 新型材料的应用传统的结构加固改造往往采用钢筋混凝土等传统材料,然而随着新型材料技术的不断发展,如碳纤维复合材料、聚合物材料等,这些材料具有更高的强度和耐久性,能够更好地满足建筑加固改造的需求。
碳纤维加固技术在结构加固中得到了广泛应用,能够提高建筑的抗震性能和承载能力。
2. 全面性加固改造方案的设计传统的加固改造往往只注重于某一部分的结构加固,而忽略了整体性的优化设计。
而现在,土木工程师们更注重全面性加固改造方案的设计,从整体结构出发,结合材料、施工工艺等因素,制定更为全面、科学的加固方案。
这种全面性设计能够确保建筑结构的稳定性和安全性,同时也能够延长建筑的使用寿命。
三、工程实例分析以某老旧建筑的加固改造工程为例,该建筑位于城市中心地带,年代较久,存在严重的结构老化问题。
浅析房屋诊断中的工程结构损伤识别技术摘要:房屋是人们生活和工作的基本要素之一。
其建成以后,人们关注的是如何将其管好用好,使其较好地发挥效益。
但房屋如同我们人类一样,也有其周期寿命,在其建成交付使用后,即可能开始损坏,出现病害。
为此如何像人体健康诊断一样,做好既有房屋的健康诊断,是一个真真切切的课题。
而做好对既有建筑物在使用全寿命过程的综合诊断,为其加固改造提供参考和合理建议,是今后建筑业的重中之中。
关键词:房屋诊断;结构损伤;识别技术中图分类号:tu765 文献标识码:a 文章编号:1001-828x(2012)04-0-01对既有房屋的诊断即房屋健康鉴定是房屋进行维修、加固改造的基础,而现实确实我国重建设轻管理,目前对既有建筑物的安全管理上位法不足,使得安全管理诊断体系相对滞后,加上现有规范的相关准则大多都是针对拟建建筑物或新建建筑结构验收而言的,既有建筑结构检测和综合鉴定诊断规范的发展相对滞后。
目前我们实际的既有房屋诊断技术一般首先应用先进的检测手段,采用无损或徽破损的方法,取得描述房屋现状的准确数据,然后根据这些基础数据对房屋的薄弱部位和总体状况进行评判推断,得出科学的鉴定结论。
房屋诊治技术各环节中以检测技术目前在国内外的发展最快,在实际应用中也已经有很多成功的实例,逐渐成为新兴的“房屋健康诊断学”的龙头。
例如:各种回弹仪、超声仪(金属与非金属)、拉拔仪(有涨和无涨)、取芯机、钢筋探测仪、钢筋探锈仪、砂浆能量仪、顶剪仪、压钉机、拔钉仪等各种测试仪器设备已在很多地方使用。
结构检测工作包括的内容比较多,一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。
我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为:混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。
对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。
结构损伤识别方法研究进展作者:王燕锋公晋芳来源:《商情》2009年第31期结构损伤识别是健康监测系统核心技术之一。
本文对目前该技术的研究现状及进展进行了回顾与总结。
重点阐述了基于振动的结构损伤识别方法和智能损伤识别方法,对无模型损伤识别的频域法、时域法和小波分析法等也作了一定程度的介绍。
分析了各种方法的优点和不足之处,同时指出了结构损伤识别技术的发展方向和需要解决的问题。
【关键词】结构健康监测损伤识别振动特性模型修正一、基于振动的结构损伤识别方法结构损伤识别技术可分为静态识别方法和基于振动的整体识别方法。
静态识别方法是通过静态测量数据对结构损伤进行识别,而基于振动的识别方法则是运用结构的振动特性对损伤进行识别。
静态识别方法识别结果较为可靠和稳定,但试验时间长、现场工作量大,无法做到实时监控;此外当受损结构在特定荷载作用下变形几乎未受影响时,很难获得理想的识别结果。
而基于振动的结构损伤识别方法应用的条件限制少,效率高,但结构响应信号易受噪声的影响,准确性有待于提高。
结构的损伤识别可分为四个水平:(l)判断结构是否损伤。
(2)确定结构的损伤位置。
(3)定量结构损伤的程度。
(4)预测结构的剩余寿命。
1.基于损伤指标直接比较的损伤识别方法结构损伤引起结构动力特性变化,只要能找到某些反映结构动力特性变化的量,即损伤指标,直接对比其在损伤前后的变化情况即可达到识别损伤的目的。
目前,已经提出了频率、振型、曲率模态、应变模态、模态应变能等各种损伤指标。
最常用的指标是结构的频率。
频率属于系统全局量,局部损伤也可以反映到频率的改变上,但是使用频率作为损伤指标也有其局限性。
第一,结构不同部位的损伤可能造成相近的频率变化,使其不能反映空间结构变化信息。
第二,结构频率的变化对于结构损伤,尤其是早期的低水平损伤很不敏感。
相对频率而言,模态振型的变化对损伤较为敏感,早期的大多数方法是基于直接比较模态振型。
相对于位移模态,应变模态对结构损伤较为敏感。
关于对土木工程检测技术的探讨摘要:土木工程是指建造在地面上或地下的大型建筑和公共设施,如道路、桥梁、隧道、水坝等。
在土木工程建设过程中,土木工程检测技术是保障土木工程质量和安全的重要手段。
本文首先分析了当前土木工程检测技术的现状,包括技术不成熟、标准缺失、人才短缺等问题。
其次,重点分析了土木工程检测技术发展的关键,即技术创新和标准制定。
其中,技术创新包括传统检测技术的改进和新型检测技术的引进;标准制定则是为了规范检测行为,提高土木工程检测技术的标准化水平。
接着,本文介绍了当前土木工程检测的主要技术,包括非破坏检测技术、物理力学检测技术、电磁检测技术、声波检测技术等。
关键词:土木工程,检测技术,技术创新,质量安全一、土木工程检测技术的现状当前,土木工程建设规模逐年扩大,工程复杂度不断提高,土木工程检测技术也随之得到了极大的发展和应用。
目前,我国的土木工程检测技术在诸如建筑物、桥梁、隧道、道路、水利工程等方面的检测应用中,已经取得了较为显著的成绩。
检测技术已经不再是传统的毁坏性测试,逐步向非破坏性检测技术、遥感技术、数字化技术等方面转化,使得检测结果更加精准和可靠。
在土木工程建设的各个阶段,都需要进行相应的检测,以保障工程的质量和安全。
但是,尽管土木工程检测技术已经得到了较为广泛的应用,还存在一些问题亟待解决。
例如,土木工程检测技术的标准体系和技术规范仍需要进一步完善,一些专业技术人才的培养和引进也需要加强。
不同类型的土木工程项目的检测技术也需要进行深入研究和开发,以更好地适应不同项目的检测需求。
二、土木工程检测的主要技术(一)无损检测技术无损检测技术是一种重要的非破坏性检测方法,在土木工程检测中得到广泛应用。
这种技术通过利用电磁、声波、X射线等能量,对土木工程结构材料内部的缺陷、损伤进行检测和评估,具有操作简单、不破坏样品、快速准确等优点。
其中,超声波检测技术是无损检测技术的重要组成部分,广泛应用于混凝土结构、钢结构、管道、锅炉等领域,可用于检测各种缺陷,如空洞、裂缝、夹杂、腐蚀等。
土木工程中的结构健康监测技术进展在现代土木工程领域,确保建筑物、桥梁、隧道等结构的安全性和可靠性至关重要。
结构健康监测技术作为一种有效的手段,能够实时、连续地获取结构的状态信息,及时发现潜在的问题和损伤,为结构的维护、修复和管理提供科学依据。
近年来,随着科技的不断进步,结构健康监测技术取得了显著的进展,为土木工程的发展带来了新的机遇和挑战。
一、结构健康监测技术的基本概念和原理结构健康监测技术是指利用各种传感器和监测设备,对土木工程结构的物理参数(如位移、应变、加速度、温度等)进行实时测量和采集,通过数据分析和处理,评估结构的健康状况和性能。
其基本原理是基于结构的力学特性和物理规律,通过监测结构在不同荷载和环境条件下的响应,来推断结构的内部状态和可能存在的损伤。
常见的传感器类型包括应变传感器、位移传感器、加速度传感器、光纤传感器等。
这些传感器能够将结构的物理量转化为电信号或光信号,通过数据采集系统传输到计算机进行处理和分析。
同时,为了实现对大型结构的全面监测,还需要采用分布式传感器网络和无线传输技术,提高监测的效率和覆盖范围。
二、结构健康监测技术的主要应用领域1、桥梁工程桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,承受着车辆荷载、风荷载、地震等多种作用。
通过在桥梁上安装传感器,可以监测桥梁的变形、应力分布、振动特性等,及时发现桥梁结构的损伤和劣化,为桥梁的维护和管理提供决策依据。
例如,一些大型斜拉桥和悬索桥采用了结构健康监测系统,对桥梁的索力、主梁位移等关键参数进行实时监测,保障了桥梁的安全运营。
2、高层建筑高层建筑在风荷载和地震作用下容易产生较大的变形和振动。
结构健康监测技术可以用于监测高层建筑的位移、加速度、风振响应等,评估结构的抗风抗震性能,为结构的设计优化和安全评估提供数据支持。
此外,通过监测建筑物在使用过程中的沉降和倾斜情况,可以及时发现不均匀沉降等问题,采取相应的措施进行处理。
3、隧道工程隧道在施工和运营过程中面临着地质条件复杂、地下水压力等多种风险。
土木工程硕士研究生培养方案(2016级研究生开始使用)一、专业学科、学制、学习方式一级学科名称:土木工程(代码:0814 )二级学科名称:岩土工程(代码: 081401 )二级学科名称:结构工程(代码: 081402 )二级学科名称:防灾减灾工程与防护工程(代码: 081405 )二级学科名称:桥梁与隧道工程(代码: 081406 )学制:3年学习方式:全日制二、本学科情况介绍土木工程学科带头人周福霖院士,现任广州大学工程抗震研究中心主任,兼任联合国工发组织(UNIDO)隔震技术顾问、国际地震工程学会(IAEE)单位成员代表、国际桥梁与结构工程学会(IABSE) 成员、国际减震学会(ASSISi)主席、中国建筑学会抗震防灾分会常务理事和结构减震控制专业委员会主任委员、中国地震学会地震工程学术委员会委员、广东省土木建筑学会副理事长等国内外多个学术团体领导职务。
曾主持过中国国家科学基金项目、美国国家科学基金项目、中美科技合作项目、联合国工发组织(UNIDO)科学技术研究开发项目等多项,先后出版专著、编制规程、获得专利、发表论文百多篇(部、项),曾获国家和省部级科技进步奖、建设部劳动模范、广东省五一劳动奖章获得者、广东省有突出贡献专家、南粤创新奖、省优秀教师等多个奖励和荣誉。
曾设计建成中国首幢采用叠层橡胶支座的隔震住宅楼,被联合国工发组织顾问评价为“世界隔震技术发展第三个里程碑”。
曾主持设计世界建筑面积最大的房屋隔震工程,建成中国首座铁路隔震桥和首座公路隔震桥,为建立中国隔震、消能和减震控制的理论体系和设计计算方法,以及推向工程应用做出了重要贡献。
土木工程学科有一支年龄结构合理、学历层次高、教学科研实力强的师资队伍,现有院士1人、正高职称34人、副高职称44人、博士57人。
土木工程学科拥有一级学科硕士点和一级学科博士点,学科依托防灾减灾工程与防护工程等4个广东省重点学科,通过国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室等研究平台的建设,形成了综合实力雄厚、部分学科在国内外有较大影响的学科群,取得了一批具有国际领先水平的、广泛应用的研究成果,为华南地区乃至我国土木工程的科技进步做出了重要的贡献。
基于小波分析的结构损伤识别方法研究一、本文概述本文旨在探讨和研究基于小波分析的结构损伤识别方法。
结构损伤识别是土木工程领域的一个重要研究方向,对于保障建筑物的安全运营和延长其使用寿命具有重要意义。
随着小波分析理论的发展和应用,其在信号处理、图像处理、故障诊断等领域表现出强大的优势。
因此,本文尝试将小波分析理论引入到结构损伤识别中,以期能够提出一种更为准确、高效的结构损伤识别方法。
本文将对小波分析的基本理论进行简要介绍,包括小波变换的基本定义、性质以及常用的小波函数等。
然后,重点阐述如何将小波分析应用于结构损伤识别中,包括信号预处理、小波变换的实现、损伤特征的提取以及损伤识别算法的设计等步骤。
在此基础上,本文将通过数值模拟和实验研究,对所提出的基于小波分析的结构损伤识别方法进行验证和评估。
对本文的研究结果进行总结,并探讨该方法在实际应用中的可能性和前景。
本文的研究不仅有助于推动小波分析在土木工程领域的应用,也为结构损伤识别提供了新的思路和方法。
希望本文的研究能够为相关领域的学者和工程师提供一定的参考和借鉴。
二、小波分析基本理论小波分析(Wavelet Analysis)是一种数学工具,特别适合于处理非平稳信号和局部特征提取。
小波分析的基本思想是通过一系列具有特定性质的小波函数(也称为基函数或母小波)来分析信号。
这些小波函数在时间和频率上都具有局部性,因此能够有效地揭示信号在不同时间和频率段的特性。
小波分析的基本元素包括小波函数、尺度函数和小波变换。
小波函数通常具有紧支撑性和正交性,能够在时间和频率上同时提供局部化信息。
尺度函数则用于控制小波函数的伸缩和平移,从而实现对信号的多尺度分析。
小波变换是小波分析的核心,它将信号从时间域转换到小波域,从而得到信号在不同尺度和位置上的小波系数。
这些系数反映了信号在不同尺度上的局部特征,可以用于信号去噪、特征提取和模式识别等多种应用。
在结构损伤识别中,小波分析具有独特的优势。
浅析土木工程的检测技术摘要:在土木工程施工中,项目的所有施工细节都必须要经过认真的设计、施工验收。
测量以及策划等环节,只有确保各个环节的工作可以真正落实到位,土木工程的整体施工质量及安全性才可以更加有保障。
提高工程施工质量的有效方法是土木工程结构检测评估分析工作,通过科学的结构检测,工作人员可以以对工程结构的实际质量和安全性进行全面把握,确保土木工程施工建设顺利进行。
关键词:土木工程,检测技术;评估分析引言建筑物检测评估是建筑结构学发展中的一门边缘学科,该学科具有较强的综合性,既涉及到工程地质学、断裂力学、建筑材料学以及结构力学等基础理论,又和评定标准、生产工艺等有紧密关系。
为了保障建筑物的安全性,提高建筑工程质量,避免重大事故问题的发生,必须加强对土木工程检测技术的监督措施,对相关技术方法不断革新,引入先进的技术和人才,推动建筑行业的发展。
一、土木工程检测技术和检测方法土木工程建筑种类繁多,但是由于建筑结构的问题,土木工程检测技术主要根据检测材料的不同进行不同的检测方法。
一般建筑材料主要分为混凝土、砌体和钢材。
(一)混凝土检测技术混凝土材料作为建筑工程的常用也是最常见的材料,检测方法有很多种,主要包括回弹检测法、钻心检测法和超声检测动态分析法。
具体的施工方法的使用会根据对施工现场的勘察以及实际情况的分析作出相应的选择。
1.回弹检测法回弹检测法是通过垂心重力的极大,根据反弹效果以及距离的大小根据相关数据进行比对,分析探讨施工对策,进行土木工程检测。
其优点在于操作性和实用性很强,缺点是对建筑物会造成一定程度的损伤和破坏,对建筑工程质量和美、观效果都有影响。
其主要原理是通过对混凝土的抗压强度以及其坚硬程度的关系,划分相应的层次,构建出数学模型,得到相应的数据关系,再通过实例,使用回弹仪进行打击,通过回弹程度、弹簧因素及其他控制变量,计算出数值,从而进行检验土木工程质量。
对于考察混凝土表面强度十分简捷、有效,但是由于无法确认混凝土内部是否存在质量问题,且检测方法具有一定的负面作用,所以这类方法逐渐被其他两种方法所替代。
结构损伤动力检测与健康监测研究现状与展望一、本文概述随着科技的发展和工程结构的日益复杂,结构损伤动力检测与健康监测已经成为土木工程领域的研究热点。
结构损伤动力检测主要关注于通过动力学响应来识别结构的损伤状态,而健康监测则致力于实时监控结构的安全性能和健康状况。
本文将对结构损伤动力检测与健康监测的研究现状进行梳理,并探讨其未来的发展趋势。
在概述部分,我们将首先介绍结构损伤动力检测与健康监测的基本概念和研究意义,阐述其在土木工程领域的重要性和应用价值。
接着,我们将回顾国内外在该领域的研究历程和主要成果,包括传统的检测方法和现代的监测技术,以及它们在实际工程中的应用情况。
通过对这些内容的梳理,旨在为读者提供一个全面而深入的了解,为后续的研究和应用提供参考和借鉴。
我们也将指出当前研究中存在的问题和挑战,如检测精度和可靠性的提高、实时监测数据的处理与分析等。
在此基础上,我们将探讨未来结构损伤动力检测与健康监测的研究方向和发展趋势,包括新型传感器和监测技术的研发、智能化数据处理方法的应用以及多源信息的融合等。
这些方向的研究将有助于推动结构损伤动力检测与健康监测技术的进一步发展,为土木工程的安全和稳定提供有力保障。
二、结构损伤动力检测技术研究现状随着科技的不断进步,结构损伤动力检测技术在近几十年里取得了显著的研究成果。
结构损伤动力检测主要通过测量和分析结构在动力载荷作用下的响应,以识别和定位损伤。
这种方法具有非破坏性、实时性和高灵敏度等优点,因此在土木工程、航空航天、机械工程等领域得到了广泛应用。
目前,结构损伤动力检测技术主要包括自然激励技术、模态分析技术、频响函数法、小波分析、神经网络等方法。
自然激励技术通过环境激励下的结构响应,提取模态参数,进而评估结构损伤。
模态分析技术则通过对比分析结构损伤前后的模态参数变化,实现损伤识别。
频响函数法利用结构在不同频率下的响应特性,构建频响函数,从而判断结构损伤状态。
小波分析则通过时频分析,提取结构损伤引起的信号特征,实现损伤定位。
工程结构损伤检测的智能方法摘要:进入21世纪以来,在科技革新和产业升级的驱动下,我国基建水平快速发展,对于桥梁结构损伤识别技术的应用需求更加广阔。
针对桥梁结构的特点,基于施工、健康监测和人工巡检多位一体的多体系损伤识别方法是桥梁结构损伤识别的发展方向,损伤识别的智能方法也是重中之重。
本文对此展开探讨分析。
关键词:损伤识别;健康监测;智能方法一、现有的损伤诊断技术结构损伤识别技术属于工程故障诊断的范畴。
工程故障诊断研究始于上世纪70年代,经过30多年的发展,已经在机械、航天、航空等领域取得了若干新理论并得到了较为广泛的应用。
在土木工程领域,由于研究对象的特殊性并没有形成完备的理论和实践体系。
(一)结构损伤检测的内容结构损伤诊断主要包括三个方面的内容:(1)结构损伤的识别;(2)结构的损伤定位;(3)结构损伤程度的标定与评价。
损伤识别是进行结构故障诊断的基础,目前国际上关于结构故障诊断的研究多集中在损伤识别层次上,损伤定位是结构故障诊断的核心,也是问题的难点所在:损伤程度的标定与评价通常是对工程结构进行故障诊断的目的所在,是进行结构完整性评定及实施维修决策的依据。
实践证明,结构故障诊断识别必须选取:(1)结构系统状态发生微弱变化而获得较大变化——高度敏感性的故障特征参量;(2)依赖于结构系统变化而变化——高度可靠性的故障特征参量;(3)便于检测的实用性故障特征参量,进行结构损伤识别的关键是确定标识损伤的故障特征参量。
(二)结构损伤检测方法分类结构损伤识别技术可分为局部损伤识别(LocalDamageIdentification)技术和全局损伤识别(GlobalDamageIdentification)技术。
局部损伤识别技术主要用于探测结构的局部损伤。
这类技术在建筑、航天和船舶等领域有着广泛的应用。
但这类技术在应用上有很多限制和弊端:一是对一些不可见、不开敞的部件难以监测:二是对一些大型结构(特别是比较复杂的大型结构)检测其损伤往往是不可能的;三是这类技术要求监测人员必须到现场才能进行检测可见,该技术适宜小型结构的损伤检测。
基于不确定性的结构损伤识别方法研究综述姜浩;孙海飞;王凯【摘要】基于静动力特性改变的结构损伤诊断方法在过去几十年中发展迅速.与损伤识别的确定性方法相比,损伤识别的不确定性方法能更为有效合理地处理损伤识别过程中涉及的不确定性干扰问题,并从统计意义上实现复杂工程结构健康监测的早期损伤诊断,因此已成为当前结构损伤识别领域的研究热点.在简要回顾了损伤识别确定性方法的基础上,主要介绍了损伤识别不确定性方法的研究进展,并分析了各方法的优缺点,对有待进一步研究的问题及此类方法的发展趋势进行了展望.%Based on changes of static and dynamic structural characteristics,the damage identification methods have developed rapidly in the past few pared with the deterministic damage identification method,the damage identification uncertainty method can more effectively and reasonably deal with the uncertainty interference problem in the process of damage identification,and realize the early damage identification of health monitoring of complex engineering structures from the statistical significance,therefore has become the hot research topic in the field of structural damage identification.On the basis of briefly reviewing the deterministic methods of structural damage identification,this paper mainly introduces the research progress of uncertain damage identification methods,their advantages and shortcomings of these damage identification methods are analyzed.Topics worthy of further study and the development trend of such methods are presented.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2017(039)008【总页数】4页(P36-38,45)【关键词】损伤识别;不确定性;概率;统计识别【作者】姜浩;孙海飞;王凯【作者单位】吉林建筑大学土木工程学院,长春130118;吉林建筑大学土木工程学院,长春130118;吉林建筑大学土木工程学院,长春130118【正文语种】中文【中图分类】TU312.3工程结构健康监测与安全状态评估是目前国内外学术界与工程界的热点研究领域,其中结构损伤诊断是结构健康监测的核心技术。
山东农业工程学院学报2018年第35卷第8期0.引言近些年来,土木工程在我国得到了迅猛的发展,人们也越来越关心居住质量的提高。
土木工程的结构是人们工作、生活、学习环境中的重要支撑,只有确保土木工程的结构安全,才能使人们的日常生活得以顺利进行。
一旦土木工程的结构难以保证,就势必会给人们的生命财产安全带来极大的威胁。
由于土木工程结构长期处于外部环境当中,地震、台风、火灾等自然灾害的发生会给土木工程结构带来巨大的影响,外界环境中的雨、雪、灰尘等也会使土木结构长期处于荷载作用下,日积月累之下,土木工程结构就难以避免的受到不同程度的损伤。
因此,对土木工程的损伤程度及类型进行准确的判断,评价土木工程结构的健康状况具有十分重要的意义。
通过检测技术及损伤识别方法的应用来对土木工程结构进行必要的检测与诊断是提高工程使用价值、确保民众生命财产安全的重要手段,而这也使其成为了国内外的重点研究课题。
1.土木工程结构检测技术研究1.1砌体结构检测技术分析在土木工程中,砌体结构起到至关重要的支撑作用,它也是土木工程结构中最为常见的一种结构形式,关于砌体结构的检测方法主要分为两种形式,一种是动态检测形式,另一种是静态检测形式。
不论哪种检测形式,基于土木工程结构的使用特点,都需要确保检测技术具备较高的精准度。
砌体结构的检测技术的主要方法包括回弹法与钻芯法,在选择检测方法时,需要依据砌体结构的主要构成材料来进行确定。
例如,土木工程的砌体结构为石块砌体时,利用钻芯法来进行检测最为合适,则如果砌体结构为红砖组成,则可以通过回弹法与钻芯法结合使用最为合适。
在对土木工程的砌体结构进行检测过程中,检测人员需要将砌体结构中的自重砂浆轻度作为检测参数,并利用推出法与筒压法来进行相应的检测。
推出法的检测流程相比于筒压法来说要更为简单,它不需要进行任何取样,检测人员可以通过推出仪来对土木工程结构中的砌块进行推出操作,从而得出推出砌块时的力度与砌体的砂浆饱满情况来判断出砌体结构的质量能否满足要求。
筒压法则需要对砌体结构进行取样,然后将取出的样本进行碾碎烘干后按照砂浆颗粒的级配来进行划分,并将其放置在承筒当中进行筒压处理,以此判断样本中的砂浆能否满足土木工程的质量要求。
1.2混凝土结构检测技术分析在土木工程结构中,混凝土的广泛使用,使混凝土结构大量涌现,由于其具备强度高、工艺简单的优势,使混凝土结构越来越受到人们的青睐。
而对混凝土结构的检测技术所采用的方法主要有三种,分别是回弹法、钻芯法与超声法。
回弹法的优势在于操作较为简单,检测结果较为精确,唯一的缺陷就是会对土木工程的结构带来一定的影响,这也使其在对混凝土结构进行检测时受到了很大的限制,它是通过对重锤的弹簧长度最初值和反弹距离进行相互比较的方式来对混凝土结构的强度进行判断的,在采用这种方法时,需要经过专业机构认可及业主同意后才能使用。
钻芯法是目前混凝土结构检测技术中最常见的一种检测方法,它主要是依据回弹仪来进行检测的,具体操作流程共分成三个阶段,第一个阶段是通过钻机在混凝土结构中进行采样,第二个阶段是将采集到的样本利用压力机械进行压碎实验,以此得到混凝土样本的实际抗压强度。
第三个阶段则是根据混凝土样本的实际抗压强度及其他物理性能来对混凝土结构进行判断。
在混凝土结构检测技术中,超声波是一种无损检测方法,具备检测速度快,检测精度高的优势,其主要是利用超声波在混凝土结构中受到不同材料及成分的土木工程结构检测技术及损伤识别方法研究林智雄邹文平(福建农林大学交通与土木工程学院福建福州350108)【摘要】土木工程的结构直接关系到整个工程的整体使用,更关乎到民众的生命财产安全,对土木工程结构采取必要的检测技术与损伤识别方法,能够极大程度的提高土木工程结构的安全性。
为此,本文便对土木工程结构检测技术及其损伤识别方法进行深入的研究,进一步分析了结构检测技术及损伤识别方法在土木工程结构检测过程中的应用优势。
【关键词】土木工程;结构检测;检测技术;损伤识别Research on structure inspection technology and damage identification method of Civil EngineeringLin Zhi-xiong Zou Wen-ping(Fujian Agriculture and Forestry University Fujian Fuzhou350108)【Abstract】take the detection and damage identification method is necessary for the civil engineering structure to civil engineering structure safety is improved greatly.Therefore,this paper conducts the thorough research to the civil engineering structure detection and damage identification method,further analyzes the advantage of the technology of structural detection and damage identification method in civil engineering structure in the process of detection.【Key words】Civil Engineering;Structure inspection;Detection technology;Damage identification中图分类号:TU41文献标识码:A文章编号:2095-7327(2018)-08-0025-02作者简介:林智雄(1973—),男,汉族福建浦城人,就职于福建农林大学,实验师,从事土木工程结构检测、土木工程物联网应用等研究。
邹文平(1977—),男,汉族,江西临川人,本科学历,福建农林大学副教授,从事土木工程结构、岩土工程等研究。
25山东农业工程学院学报2018年第35卷第8期●影响,导致其衰减与吸收程度的不同来进行判断的,当混凝土结构中的超声波传播参数产生变化时,检测人员就能以此判断出结构内部是否存在质量问题。
1.3钢结构检测技术分析土木工程结构中,钢结构由于具备自重轻、韧性强、强度大等优势,使其在土木工程中得到了非常广泛的应用,这也使钢结构成为一种极具发展前景的土木结构。
对钢结构的检测技术主要是通过对结构中的钢构件进行相应的检测,检测内容主要包括结构中的钢构件尺寸、构件间的连接情况及钢构件中的具体损伤程度等,通过这些内容的检测与收集来为检测人员对钢结构的质量问题判断提供依据。
2.土木工程结构损伤识别方法研究当采用检测技术来对土木工程结构进行检验时,一旦发现土木工程结构中存在损伤或质量问题时,便需要利用损伤识别方法来对损伤类型、损伤程度进行确定,以此评估结构的整体性能。
一般情况下,对土木工程结构的损伤识别需要确定以下两个方面的内容,其一是对土木工程结构的剩余使用寿命进行预测;其二是对结构的实际损伤情况及损伤位置进行确定。
2.1局部损伤识别方法局部损伤识别方法有很多,比较常见的有声发射法、回弹法、发射光谱法、射线尘法、脉冲回波法等,这些方法都属于局部损伤识别方法,能够对结构中的裂缝位置进行精确的检查与识别。
此外,在对土木工程结构进行局部损伤识别时,还可以通过将这些方法进行结合实合来对结构中的实际损伤情况进行共同识别。
通过这些识别方法的使用,不仅能够对结构中的损伤程度进行精确识别,还能够对土木工程结构中的损伤类型及损伤位置进行精确的识别。
不过,如果土木工程的结构非常复杂的话,采用这些方法难以对结构的整体损伤信息进行获取。
2.2整体结构损伤识别方法土木工程结构中包含着大量的刚度、阻尼、质量等物理参数,这也使其成为一种非常复杂的力学系统。
当土木工程结构中产生损伤时,其整个结构参数也会产生重大变化。
因此,对整体结构损伤的识别与判断,可以通过其参数变化来进行确定,而整体结构损伤识别方法便是依据该原理来进行检测的。
整体结构损伤识别方法主要分为以下几种,包括模型修正法、遗传算法、神经网络算法及动力指纹法。
以下便对这几种整体结构损伤识别方法进行研究。
2.2.1模型修正法模型修正法是通过土木工程结构模型的构建来对其约束条件进行优化与动力测试的一种损伤识别方法,它能够在某种程度上对土木工程结构中的阻尼、质量、刚度等特性进行修正。
模型修正法的结构测试响应与最大响应基本相同,它能够通过对模型矩阵和基线模型矩阵进行修正,然后将两者进行比较的方式,以此完成对土木工程的结构损伤识别与判断。
此外,模型修正法还能够对结构中的单元进行划分,并对其结构中的子结构模型进行相应的处理。
不过,由于其在测试过程中对参数的敏感度不足,因此会造成测量过程中产生较强的噪音或测量结果发生较大误差等现象,这也使其在对土木工程结构进行损伤识别时受到一定的影响。
并且,模型修正法中进行模态试验所获得的模态信息在成熟性上仍旧有所欠缺,这也使其在对特征方程进行求解时稳定性不足。
2.2.2遗传算法遗传算法是根据自然界中的物竞天择生存法则逐渐演变出来的,它主要是以适者生存、优胜劣汰的原则来对土木工程结构损伤进行识别的,采用这种方法能够求出土木工程结构的最佳状态,通过计算的方式将各个目标解进行求出,并通过共同搜索的方式来对这些目标解进行分别优化,以此筛选出最佳的目标解。
遗传算法在土木工程结构损伤识别中的适用性非常强,操作也较为简单,其尤为适合那些信息量较少时结构损伤的识别与判定,即使结构中的模态信息缺失,也不会给遗传算法的识别结果带来影响。
2.2.3神经网络算法神经网络算法也是土木工程结构损伤识别的一种检测方法,它是通过对人体神经机理进行模拟的方式来对土木工程结构进行分析与研究的。
神经网络算法同时兼顾了强大的并行计算能力与自我学习能力,并且具备较高的容错率,能够依靠神经功能中的扩散、联想与综合,通过黑水识别的方式来消除损失识别过程中产生的高分贝噪音与检测损失,这也使其在土木工程结构损伤识别中成为一项非常重要的检测方法。
神经网络算法能够根据不同状态下的土木工程结构所产生的不同反应,来对这些反应的特征值进行提取,并将结构损伤的敏感参数作为该算法的输入向量,以此输出与之相匹配的结构状态,以此形成输入参数和输出状态相对应的特征关系,并且,神经网络算法还能根据其强大的并行计算能力来对模式进行分类,以此对结构损伤模式进行某种程度上的真实反应。