结构模型分析与土木工程检测技术研究

结构模型分析与土木工程检测技术研究

栾泽钊

武汉公正源建筑工程质量检测有限公司    湖北 武汉  430400

摘要：土木工程是我国的重要工程项目种类之一，在市政建设等建筑工程方面起到重要作用。随着工程管理要求不断提高，土木工程建设结构与形式也愈加复杂。严格做好质量监测工作，利用结构模型分析，研究关键检测技术，可提高土木工程质量。本文将针对结构模型分析与土木工程检测技术进行研究。

关键词：结构模型分析；土木工程；检测技术；工程质量

引言

结构是土木工程质量的基础，内部结构不合理，可能直接造成建筑物倒塌，导致人身和财产风险，为保证土木工程的质量，必须在施工全阶段开展检测工作。结构模型即缩尺模型，在土木工程检测工作中能够提供技术上的可靠保障。下面，笔者将针对结构模型分析与土木工程检测技术展开分析。

一、结构模型分析的优缺点分析

（一）结构模型分析在土木工程中的应用优势

结构模型指的是在原型尺寸的基础上等比例缩小制作用于试验的，其检测结果以模拟理论作为依托。工作人员通过按照模型分析的要求和原有数据基础制作结构模型，并合理分析数据，能够得到较为精确的模拟量，为后期的土木工程检测和施工打好数据基础。

结构模型分析的优势显著，其应用范围较广，不仅可以在土木工程检测工作中发挥作用，在面对较为复杂且难以建立数学模型的工程结构中，也可通过结构模型分析，为前期制定施工设计方案提供参考依据，结构模型分析还具有节省资金和人力成本的优点。例如，土木工程在确定原型后，对其进行初步的勘察和数据采集，只需要将收集的数据信息上传平台即可制作出结构模型。结构模型分析耗费的材料也相对较少，试验中所使用的均布荷载总量根据受力面积的一定比例缩小。如，土木工程结构原型中使用的是钢筋混凝土结构，针对结构模型分析中不同阶段的检测需求，可改用有机玻璃为材料制作模型，能够大大降低结构模型制作的成本。

（二）结构模型分析存在缺陷及应对方法

结构模型分析在我国土木工程中的应用尚未完善，还存在许多不足亟待解决。在把控结构模型制作的比例和精度方面难度较大，制作的结构模型较大，耗费材料较多，增加分析检测成本，而过于细小的模型又无法保证结构模型的精度，不利于开展后期的分析工作。制作结构模型要从多方面进行考量，综合考虑制作、加载、测量、分析等多个方面因素对结构模型的要求，并以此为基础决定制作模型的比例，保证制作的模型符合土木工程检测要求。

二、土木工程检测技术研究

近年来，建筑物倒塌事故频频发生，针对倒塌事故原因分析，发现由于结构问题导致的工程事故占据较高比例（如图1所示）。为提供土木工程质量和寿命，从根本上降低工程事故发生风险，必须加强土木工程质量检测。

（图1   土木工程倒塌事故原因分析）

（一）结构检测

土木建筑施工材料多样，工程结构也愈加复杂，砌体、钢材结构等在土木工程中较为常见，受到损坏、引发质量问题的可能性较多。如砌体结构可能因自身的粘合度低或自重较重等因素，在受到较大的外部冲击力时发生损坏、坍塌危险。因此，相关部门工作人员需要合理采用检测技术，严格把好质量关。

以钢材结构的土木工程检测技术应用为例展开说明，钢材结构相对较为坚固，主要对钢材的性能、刚度、抗冲击能力等进行检测，细化检测类目，如变形损伤、尺寸偏差、钢材连接点是否坚固等，对钢材的实载和动力性能进行严格、标准的检测，避免因钢材质量问题而影响土木工程结构的稳定性。

除此之外，土木工程检测技术也要不断的发展提升，能根据结构材料的不同合理选择适宜的检测技术，以相关标准严格要求，确保检测技术真正在提高工程质量方面发挥作用。

（二）应用结构模型分析

结构模型分析在土木工程施工应用方面起着重要作用。通过等比例建造模型，对数据进行合理分析，并针对性开展检测试验，能够及时有效的发现土木工程结构中的问题并解决，为提升土木工程质量指明方向。

在应用结构模型分析开展土木工程检测工作时，注意以检测原型为依托，按照规定比例，选用合适的材料制作模型，确保模型分析和试验的可行性。在检测的过程中，要尽可能消除有关影响。例如，在检测结构模型分析时利用应片电测技术，在这一过程中受测量环境不稳定或结构模型大而相对受力形变较小等因素的影响，得到的结构形变反应不真实，数据信息无法作为土木工程施工的有效参考。针对这一情况，工作人员在应用结构模型分析开展土木工程检测工作时，要采取相应措施，有效减少外界因素对检测数据造成的影响。如，检测结构时，应变片可能受环境的湿度、温度影响而产生数据误差，工作人员可采取更改检测观测时间，由白天实验改为夜间试验，减少温度差，提高检测数据的稳定性和真实性。或在应变片外涂抹凡士林，起到防潮的效果，提高采集数据的可靠性。

（三）加强数据的处理和分析

数据是分析的目的，也是土木工程检测质量和施工质量的保证，作为施工建设的参考依据，在利用专业化技术检测完成后，相关数据的收集和处理分析也不容忽视。在检测后，工作人员要对所测数据进行加工，分析出最接近真实数值的检测数据结果。

目前我国土木工程使用的数据试验量测方法主要有两种，即直接量测和间接量测，工作人员需要根据实际需求合理选择。当采集到的检测数据的物理量和所选定的度量单位相对应时，可采取直接量测方法。但在实际检测过程中，所遇到的数据和物理量不易于直接量测，这时就需要灵活选用间接测量方法。通过采集到的数据，将其转化为所需要的物理量再进行分析比较。以应变电测技术分析为例（如图2所示），工作人员将初步采集的应变片数据进行间接测定推算，最后得出能够用于土木工程检测工作的数据。检测数据表示时也需要按照规定的表示方法，目前常用的有图示法、列表法等，当检测数据较多时，工作人员可将其深入分析，利用图表结合的方式，将检测数据清晰呈现，便于为土木工程施工建设提供参考依据。

（图2  应变片处理前后对比分析）

总结

土木工程建设影响着我国的发展，利用结构模型分析，加强检测技术研究，能够有效提高土木工程质量，减少工程事故的发生。相关部门要灵活利用检测技术，关注检测数据的分析和处理，为土木工程施工建设打下扎实的数据基础。

参考文献：

[1]郑小玲. 结构模型分析与土木工程检测技术的分析[J].  2020.

[2]陈水龙. 基于模态参数识别的土木工程结构损伤检测方法研究[C]// 2020年第四届国际科技创新与教育发展学术会议. 2020.

[3]罗晓菲. 关于分析化学在土木工程检测中的应用探讨[J]. 大众标准化, 2020(16):2.