建筑工程结构的损伤检测技术

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1、建筑工程结构的损伤检测技术安徽省化工设计院安徽省合肥市230009摘要:通过对建筑工程实行检测，可以进一步了解建筑工程建设的具体情况，促使建筑工程在实际中能够发挥出应有的效果。木文即对建筑工程结构的损伤检测技术的相关要点做了说明。关键词：建筑工程；结构；损伤检测；静力参数；混凝土一、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。工程故障诊断研宄始于上世纪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，由于研宄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

2、检测的内容结构损伤诊断主要括三个方面的内容：（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一一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一一高度可靠性的故障特征参量：（3）便于检测的

3、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（LocalDamageldentification）技术和全局损伤识别（GlobalDamageIdentification）技术。局部损伤识別技术主要用于探测结构的局部损伤。这类技术在建筑、航天和船舶等领域旮着广泛的应用。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

4、检测可见，该技术适宜小型结构的损伤检测。另外，一些结构的在线检测亦无法实施。例如，要求发电机组停止运转的情况下进行测试，这是非常不经济的，甚至无法做到。于是，另外一种局部损伤识别技术出现了。这种技术把传感器（如应变片、光栅、加速度传感器等）固定在一些重要部件上，从而对这些部件进行远距离在线检测。该技术在航空航天、化工设备、公路桥梁和土木建筑上有很广泛的应用，其优点是可以直接确定构件的裂纹及其位置。对于压力容器、机翼和油箱等小型有规则的结构，局部损伤识别技术是很好的识别方法，但对于大型、复杂的结构，这种技术用来检测结构的每一部分是不可能的。因此

5、，局部损伤识别技术仅用于检测结构的特别部件。二、非传统的损伤检测法（一）基于静力参数的损伤诊断法该法通过在结构上施加静力荷载，建立静力平衡方程，根据实际检测到的结果便可轻而易举的得出包括结构刚度、位移、应变等在内的静力参数。一般在单元层次上应用上述方法进行建筑工程结构损伤的检测与识别。现阶段的静力测试仪造价不高且技术先进可靠，检测结果较为精准，但因为苏对试验环境的要求较高且工作量较大，所以并不能达到实时、在线的健康监测和损伤检测目的。另外，破损的结构受到特定荷载的影响却几乎没冇发生形变吋，想得到预期的诊断结果是有些难度的，因为基于静力参数的损

6、伤诊断法本身存在一定的局限性。（二）基于振动的损伤检测法1、动力参数诊断法进行建筑工程结构损伤检测的主要0的除了确定是否存在损伤，还要确定损伤位置及损伤程度。动力参数诊断法是指将通过观察得到的包括振型、频率、功率谱、模态曲率、应变模态、传递函数、能量传递比、模态柔度矩阵等在内已经改变的动力参数与基准参数进行比较，之后通过选择可能性最大的改变来确定结构的真实情况。因为任何二阶振动模态相互间改变的自振频率情况可以作为损伤位置的函数，所以可用其当作损伤指标；但其也存在一定局限性，例如自振频率对局部损伤的敏感性不强，如果不同位置的损伤出现相同的自振频

7、率，就要结合模态振型信息或灵敏度进行损伤定位。2、神经网络法大量的神经元构成了敏感的神经网络，神经网络负责信息处理工作，艽通过网络元件之间的相互连接与分布式联系储存、传输信息。网络元件之间的动态连接演化过程决定了控制、优化与识别的难易程度，神经网络之所以被广泛应用于这些领域很大程度上取决于其强大的容错性与非线性。神经网络与模态修正法及信号处理法相比，其适应性更强，可适用于线性和非线性系统；另外，神经网络极强的环境振动处理能力降低了实际工程中的应用难度，这也是艽他方法无可比拟的优势之一。3、小波分析法常规的损伤检测发通常是检测结构的振型、频率、

8、功率谱、模态曲率等在内的动力参数变化情况来确定结构的损伤位置及损伤程度，这种振动反问题并不确定普适性，因为如果进行结构动力参数变化测试吋出现了极小的误差都会造成动力