土木工程結構安全性評估、健康監測及診斷述評

李博文

摘 要 土木工程可以促進城市發展，如今我國土木工程行業規模日漸擴大。同時，土木工程的安全問題顯現出來。在我國的地震多發區域，建筑物的抗震性被人們重點關注。通過建筑物的結構設計，提高其安全性和抗震性成為關鍵。本文將結合安全評估和健康監測的重要意義，針對土木工程結構設計中存在的主要問題提出了相關的優化措施。

關鍵詞 土木工程 安全性評估 健康監測

中圖分類號：TU311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）07-0047-02

人們的日常生活離不開土木工程行業，因此其安全性被人們所關注。對土木工程進行安全性評估，可以提前掌握建筑物的質量水平。對土木工程進行健康監測，可以提前預測建筑物存在的安全隱患。了解了這些情況，就可以及時對建筑物進行維修養護和整改，才能使人們對土木工程行業更加信任。

1 安全評估重要意義

簡單來說，安全評估即對建筑進行危險隱患預測，以及危險隱患查找分析。結構安全性評估也就會對建筑物結構進行安全監測，從多個角度考慮其安全性，可以保障居民的生命健康。在土木工程結構監測中，其結構并非統一安全級別，其級別是按照結構在建筑整體項目中的重要程度進行分類的，進而分成不同安全級別。建筑結構安全性評估和建筑結構可靠性評估不同，安全性評估的結果相對精準，因為安全性評估對施工結構的要求更加嚴格，通過有效測試，獲取相關數據，再通過數據結果，對建筑物進的安全等級進行評判[1]。建筑項目完成后，會出現因安全問題返工的現象，這給相關企業帶來更多成本支出，對工程結構進行安全性評估，可以減少返工現象的發生。倘若發現安全隱患，可以在安全驗收評價中進行有效處理。安全評價可以讓從業人員了解建筑存在的風險，為安全管理奠定基礎。提高建筑的安全性可以為建筑企業帶來收益，促進建筑行業發展。

2 健康監測重要意義

混凝土建筑結構容易受到外界因素的影響，出現結構功能退化和結構被破壞的情況。功能退化和自然因素都有可能形成破壞因素。目前，很多建筑結構發生事故都是由裂縫失穩擴展引起的。部分建筑施工中，由于監測不充分，混凝土養護不完善，導致建筑物坍塌。這種情況削弱了結構承載力，影響建筑物的使用壽命。經調查得知，若對建筑結構進行定期監測和有效管理，可以有效預防安全事故發生，延長建筑物的使用時間。目前，我國建筑物存在一些詬病，比如建筑體積大，但其質量差，或存在結構極為復雜的建筑。檢測工作應在施工前，通過先進手段完成，但是建筑物體積過大，受到的影響因素就越多，導致檢測模擬不能有效進行。也就是說，對結構極為復雜的建筑結構進行檢測，存在一定難度。土木工程結構在初期的隱患問題，可以通過相關監測發現問題，并及時改善，有效避免人力和物力的浪費，提高企業經濟效益[2]。土木工程結構的健康監測就是隨時對其整體進行監測，科學診斷結構破損處，對其各方面的能力進行分析評估，倘若建筑物出現問題，可以爭取維修養護的時間。所以，對土木工程進行健康監測十分必要。此外，土木工程結構的監測往往是檢測結構的內在環境等方面，在系統上存在一定共享性。所以，應積極利用其共享性，對健康監測和施工監控這兩個系統進行規劃。監測系統由許多系統分模塊組成，里面內含許多硬件系統和軟件系統。比如，通過對硬件和軟件進行測算，可以采集結構資料。子系統是終端產品，也是各個系統的集成界面。子系統可以為用戶提供訪問，其用戶操作具有易用性。系統采集的有關資料可以通過直觀的形式體現，用戶可以通過精準數據對土木工程結構進行安全評價。還可以通過有效數據，對建筑物做出及時的養護工作[3]。

3 土木工程結構設計中存在的主要問題分析

3.1 建筑結構抗震性差

我國是地震高發國家，地震災害經常發生。地震災害對人們的生命安全和財產安全造成損失，大多是由于建筑物傾斜倒塌導致的。所以，提高建筑物的抗震性十分有必要。為提高建筑物結構的抗震性，可以對土木工程的結構進行合理設計，以降低建筑物倒塌、裂縫的發生率。在進行抗震設計過程中，要結合本地實際情況，根據地質情況做出相應改進。

3.2 建筑結構設計不合理

土木工程的安全受到其結構設計的影響，土木工程的部分設計人員的設計能力不強，其自身專業技能不充足。部分設計人員在進行結構設計時，沒有進行實地考察，未對實際情況進行有效研究，可能會導致結構設計存在一些問題，留下很多安全隱患。除此之外，部分設計人員過度追求土木工程的外形設計，將建筑物設計多樣，忽略了異樣結構存在的安全隱患[4]。

3.3 材料選擇不當

建筑材料選擇對土木工程的安全性直接造成影響。一些建筑項目施工現場，監管人員對施工材料管理不妥當，導致施工材料與實際施工要求不相符，形成潛在問題。同時，土木工程行業施工成本比較高，部分施工企業為了有更多利益，控制施工成本，會選擇一些成本低的材料，這種材料的質量不符合標準，給建筑項目帶來許多不確定因素，使建筑項目安全性受到不良影響。

3.4 建筑結構設計不受重視

在設計土木工程的結構時，相關部門對相關工程監督工作不夠重視，國家對此項工作的實施，存在一些漏洞。對展趨勢掌握不全面。同時，在此方面沒有完善相關制度，這種情況不僅與國家相關管理力度有關，還與我國土木工程結構設計工作宣傳程度有關，這種情況很容易使工程質量差，甚至還會出現偷工減料的行為。除此之外，在結構設計領域，沒有法律法規對設計人員進行約束，使建筑物結構的安全性得不到保障[5]。

4 土木工程結構設計優化措施分析

4.1 對建筑結構變形有效控制

在進行建筑物設計過程中，要結合多方面因素考慮。倘若建筑物結構剛度過強，受到強大作用力，容易受到破壞。比如，地震產生的巨大作用力，結構過硬，形變能力差，容易開裂，使土木工程安全性降低。但如果建筑延展性強，剛度較差，使建筑物具有良好的形變能力，能夠抵抗外部作用力[6]。但是建筑結構形變過大，超出了建筑結構承受范圍，會使建筑物的局部坍塌或裂縫。所以，設計者在設計建筑物結構時，注重剛度的同時，還要注重柔度，這樣方可使建筑物承受外部作用力，還可以控制形變范圍，使建筑物安全性提高。

4.2 科學合理的結構設計

首先，土木工程設計結構應該具有連續性，在設計階段以及建筑項目施工階段，都應該使結構具有連續性。其次，結構構件之間要進行可靠連接。在確保建筑項目具有良好的延展性的前提下，為了使工程項目構件之間連接的可靠性，應該使構件強度得到保持，不能低于其他連接構件的強度。預埋構件的強度應該高于其他連接構件。最后，將建筑物結構的縱向剛度提高。部分工程在選址以及施工時，沒有對地基進行妥善處理，可能會使建筑物下沉，還可能出現建筑物傾斜的情況。基于此，設計人員在進行結構設計時，可以通過一些改善方式提高建筑物剛度，比如，設置建筑地下室、設置通長基礎梁等。這些方式可以有效改善建筑物的下沉問題，使建筑物安全性提高。

4.3 對施工材料的選擇加強管理

針對施工材料選項不當的情況，首要任務是實施有效管理。從業人員要結合施工的實際情況，通過研究土木工程的類別，進行合理選材。同時，土木工程施工企業有必要建立科學合理的規章制度。從業人員要嚴格遵循相關規范和標準進行選材，這樣才能使施工材料質量符合標準。在選好的施工材料未使用時，工作人員要對施工材料進行抽樣檢查，進一步確認施工材料符合土木工程施工標準。其次，土木工程施工企業要針對選好的施工材料進行備案，為工程日后的維修養護工作奠定基礎，從而將工作難度降低。企業管理人員要對建筑材料檔案進行整合。最后，相關人員對管理施工設備工作提高意識，土木工程施工企業有必要引進科學設備和先進手段，使施工質量得到保障，也有利于施工管理工作的實施[7]。

4.4 相關部門重視建筑結構設計工作

我國相關部門應對土木工程結構設計工作加以重視。要對建筑物結構設計工作加大宣傳，使從業人員對此提高重視。在結構設計工作方面，國家應設置相關監督制度，并結合實際建筑施工情況，不斷對其進行完善。以安全、經濟為目標進行設計。比如，要求在計算內容方面，必須要有效計算構件的承載能力，還要計算其極限狀態。在建筑結構上，要分析每種作用下的效應，分析出不利組合。在抗震方面，國家要求建筑抗震設防烈度為6到9度。設計人員必須根據建筑物所在地、建筑高度等方面進行設計。

5 結語

總之，人們逐漸意識到土木工程結構安全的重要性。設計人員在設計建筑物結構時，要按照相關設計標準。還要不斷提高自身能力，設計出同時具備安全性和抗震性的土木工程結構。相關部門要對其有效監管，從而使建筑結構設計質量提高，使安全事故發生率降低。設計人員在設計過程中，應采取有效措施解決相關問題，提高建筑物的安全性。

參考文獻：

[1] 陳松庭.探微土木工程結構設計中的安全性與經濟性[J].中華建設，2020（09）：106-107.

[2] 沈利來.基于冗余度理論的結構安全性評估和優化設計[D].蘇州科技大學，2018.

[3] 段景敏.土木工程結構安全性評估要求[J].四川水泥，2015（10）：347.

[4] 黃振育，郭敬林.重大土木工程結構的智能檢測與健康診斷[J].城市建筑，2013（08）：43.

[5] 焦怡彬，梁儷馨.加強土木工程結構設計安全性的措施討論[J].居舍，2021（02）：77-78.

[6] 熊黎黎.關于土木工程結構設計與地基加固技術認識[J].門窗，2019（10）：91-92.

[7] 葉昕.基于安全性及經濟價值前提的土木工程結構設計與地基加固技術探究[J].花炮科技與市場，2019（04）：122.