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中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
摘要：社会和科技的发展使建筑物的规模、造型、功能和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，因此建筑物的安全性能也就显得尤为重要，本文将详细介绍现今土木工程中所常用的诊断技术与加固措施。
关键词：土木工程；安全性；损伤诊断；加固方法
Abstract: the society and the development of science and technology to the size of the building, modelling, function and the corresponding construction technology is more and more large, complex and diverse, so the safety performance of the building also is important, the paper will be introduced in the present civil engineering commonly used diagnostic technique and reinforcement measures.
Keywords: civil engineering; Safety; Damage diagnosis; Reinforcement method
1 前言
土木工程与人类的生活息息相关。随着现代社会、经济、技术的迅速发展，各种大型复杂的土木工程结构也如雨后春笋般的出现，由于这些结构的复杂性和其使用时的重要性，必须对出现的损伤进行及时地诊断。另一方面，对于一些现存的建筑物已存在着不同程度的损伤，时刻威胁着人们的生命、财产安全。
工程落成之后随着时间的流逝，土木结构会受到侵蚀或者自然灾害的威胁，从而产生裂缝、结构缺陷、松弛或失稳，导致安全性的下降，因此面对不同的情况会有不同的检测措施进行应对。上世纪60年代是建筑检测和评估的发展阶段，先后提出了几十种的检测方法和多种评估方法。但鉴定与评估技术尚存在一些问题，如在对已有结构的承载能力计算鉴定时一般都沿用结构设计时的计算理论和计算方法。结构的设计阶段采用失效概率的理论，考虑了作用的变异、材料强度的变异、构件尺寸的变异等；而已有结构的承载能力鉴定时，除了可变作用存在变异外，永久作用、材料强度和构件尺寸已确定，此外存在着轴线的实际偏差、基础实际不均匀沉降、环境温度的影响、结构的实际损傷等。问题不同了，计算理论和计算方法也应该有所区别。因此，关于已有结构的承载能力的计算理论和计算方法有待发展。
2 结构损伤诊断
由此看来，对土木工程损伤的诊断显得愈来愈重要，以至于在应用过程中初步形成了一个新兴的学科领域--土木工程结构诊断与改造技术学科。结构损伤诊断方法是以结构损伤诊断知识为基础，以结构与环境的信息采集处理为依据，研究如何判定结构损伤成因和程度的一门学科。
结构损伤诊断的基本思路为：结构损伤的发生必然导致结构参数的变化。如果恰当的估计出这些变化，就能给结构损伤状态的评估提供一个量化的测量方法。按不同的技术水平可将其分为四个层次：（1）预估结构是否发生损伤。（2）损伤定位。（3）判定结构损伤程度。（4）剩余寿命评估和维修策略。损伤诊断的理想方法应能够很好的完成以上四个阶段的目标。
3结构损伤诊断的方法
土建检测主要是解决两个问题：损伤位置和损失程度。
3.1基本法有目测法、染色法、发射光谱法、回弹法、声发射法、渗漏试验法、射线法、脉冲回波法、磁粒子法等。在实际应用中经常多种方法一起使用。
3.2诊断方法的分类：
按检测原理分类可分为无模型诊断法和有模型诊断法；
无模型诊断：时域方法、频域方法、时频域方法；
有模型诊断：基于固有频率、振型、曲率模态和应变模态、柔度变化、能量变化的诊断法。
按工程结构分类可分为局部检测法和整体检测法。
局部检测法：（1）声发射法（又称应力波法）；
（2）超声波检测技术；
（3）射线检测；
局部检测法使用的仪器少，结果准确可靠，但也存在检查时间长、工作量大，检测费用昂贵等缺点，因此该类方法一般用于损伤区域已知及损伤部位可以接近的结构损伤探测。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，局部损伤诊断技术仅用于检测结构的特别部件。
整体检测法分静态检测方法和动态检测方法，静态检测方法是对结构进行静态试验，量测与结构相关的静力参数，如变形、挠度、应变、裂缝等，并得出结构的强度、刚度及抗裂性能。而结构动态检测方法可连续的或间隔的对结构进行检测，并可用来指导对结构损伤可疑部位的评估，提高检测效率。
其中整体检测法包括：
（1）模型修正与系统识别法；
（2）人工神经网络法；
神经网络在损伤级别中的思路是：首先用无损伤系统的振动测量数据来训练网络，用适当的学习方法确定网络的参数；然后将系统的输入数据送入网络，网络就有对应的输出。如果过程是成功的，当系统特性无变化时，系统的输出和网络的输出应该吻合；相反，当系统有损伤时，系统的输出和网络的输出就有一个差异，这个差异就是损伤的一种测度。
（3）遗传算法；
（4）压电材料（基于阻抗法和波动法）；
4 结构损伤加固的方法
当我们找到结构损伤的位置和程度之后，我们的后续工作就是进行结构损伤位置的改造、修复和加固。
混凝土结构的加固设计，应与实际施工方法紧密结合，采取有效措施，保证新增构件和部件与原结构连接可靠，新增截面与原截面粘结牢固，形成整体共同工作；并应避免对未加固部分，以及相关的结构、构件和地基基础造成不利的影响。根据结构加固方法的受力特点，混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类。直接加固法较为灵活，便于处理各类加固问题；间接加固法较为简便、可靠，且便于日后的拆卸、更换。
直接加固法：
（1）增大截面法；
（2）置换混凝土加固法；将承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的混凝土剔除，用比原构件强度等级提高一级或二级的混凝土修复。
（3）外粘型钢和外粘型钢加固法；钢筋混凝土梁柱当通过乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法外包型钢使型钢和混凝土梁柱构成一个整体，通过型钢分担原有梁柱荷载达到加固目的。
（4）粘贴纤维复合材料加固法；
（5）绕丝加固法；通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性。
（6）高强钢丝绳网片-复合砂浆外层加固法；
（7）灌浆补缝法；在钢筋混凝土结构中产生裂缝时，会因空气所含湿气侵蚀而造成钢筋锈蚀及水泥中性化，进而缩短建筑物使用年限。 采用低压灌缝注射方法修补细微裂缝，利用灌缝浆体的流动性将环氧树脂渗透至缝隙深处，恢复混凝土原有强度。
间接加固法：
（1）预应力加固法；预应力技术一般用于混凝土或钢结构内部，但在加固工程中预应力用于梁外侧改变梁上荷载的传递路径，转嫁于主梁或柱上。
（2）改变结构传力途径加固法；主要可分为两种，增设支点法：通过增设支点以减小结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法，该方法主要适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固；托梁拔柱法：通过加固梁或增设支撑，在不拆或少拆上部结构的情况虾拆除、更换、接长柱子的一种加固方法，主要使用于要求厂房使用功能改变、增大空间的老长改造的结构加固或因设计变更以及使用用途变更须拔柱增大空间的改造。
5 结构加固方法前景的展望
随着结构加固技术的发展，结构的改造技术也得到了发展，结构的加固技术在结构的改造中发挥了重要的作用。此外，替代结构技术、改变传力途径技术、预应力技术、托梁拔柱技术、结构增层和加层技术，在结构的改造中由广大的科技人员和工程技术人员发明和创造出来。例如托梁拔柱术是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁拔柱等方案。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点，应根据需要加固的构件情况，综合确定加固方案。只要行之有效，技术成熟，既满足加固要求，又经济实用，均可采用。
6 结束语
总之，结构加固是一项重要工作，加固方法选择是否合理关系到原有建筑结构的安全性和耐久性及使用功能，必须高度重视和谨慎。只有选择适宜的加固方法和配套使用的技术，精心设计，才能做到技术可靠、安全适用、经济合理，达到加固的预期目标。
【参考文献】
【1】混凝土结构加固设计规范．GB 50367-2006．
【2】既有建筑地基基础加固设计规范．JGJ 123-2000．
【3】建筑抗震加固技术规程．JGJ 116-2009．
摘要：社会和科技的发展使建筑物的规模、造型、功能和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，因此建筑物的安全性能也就显得尤为重要，本文将详细介绍现今土木工程中所常用的诊断技术与加固措施。
关键词：土木工程；安全性；损伤诊断；加固方法
Abstract: the society and the development of science and technology to the size of the building, modelling, function and the corresponding construction technology is more and more large, complex and diverse, so the safety performance of the building also is important, the paper will be introduced in the present civil engineering commonly used diagnostic technique and reinforcement measures.
Keywords: civil engineering; Safety; Damage diagnosis; Reinforcement method
1 前言
土木工程与人类的生活息息相关。随着现代社会、经济、技术的迅速发展，各种大型复杂的土木工程结构也如雨后春笋般的出现，由于这些结构的复杂性和其使用时的重要性，必须对出现的损伤进行及时地诊断。另一方面，对于一些现存的建筑物已存在着不同程度的损伤，时刻威胁着人们的生命、财产安全。
工程落成之后随着时间的流逝，土木结构会受到侵蚀或者自然灾害的威胁，从而产生裂缝、结构缺陷、松弛或失稳，导致安全性的下降，因此面对不同的情况会有不同的检测措施进行应对。上世纪60年代是建筑检测和评估的发展阶段，先后提出了几十种的检测方法和多种评估方法。但鉴定与评估技术尚存在一些问题，如在对已有结构的承载能力计算鉴定时一般都沿用结构设计时的计算理论和计算方法。结构的设计阶段采用失效概率的理论，考虑了作用的变异、材料强度的变异、构件尺寸的变异等；而已有结构的承载能力鉴定时，除了可变作用存在变异外，永久作用、材料强度和构件尺寸已确定，此外存在着轴线的实际偏差、基础实际不均匀沉降、环境温度的影响、结构的实际损傷等。问题不同了，计算理论和计算方法也应该有所区别。因此，关于已有结构的承载能力的计算理论和计算方法有待发展。
2 结构损伤诊断
由此看来，对土木工程损伤的诊断显得愈来愈重要，以至于在应用过程中初步形成了一个新兴的学科领域--土木工程结构诊断与改造技术学科。结构损伤诊断方法是以结构损伤诊断知识为基础，以结构与环境的信息采集处理为依据，研究如何判定结构损伤成因和程度的一门学科。
结构损伤诊断的基本思路为：结构损伤的发生必然导致结构参数的变化。如果恰当的估计出这些变化，就能给结构损伤状态的评估提供一个量化的测量方法。按不同的技术水平可将其分为四个层次：（1）预估结构是否发生损伤。（2）损伤定位。（3）判定结构损伤程度。（4）剩余寿命评估和维修策略。损伤诊断的理想方法应能够很好的完成以上四个阶段的目标。
3结构损伤诊断的方法
土建检测主要是解决两个问题：损伤位置和损失程度。
3.1基本法有目测法、染色法、发射光谱法、回弹法、声发射法、渗漏试验法、射线法、脉冲回波法、磁粒子法等。在实际应用中经常多种方法一起使用。
3.2诊断方法的分类：
按检测原理分类可分为无模型诊断法和有模型诊断法；
无模型诊断：时域方法、频域方法、时频域方法；
有模型诊断：基于固有频率、振型、曲率模态和应变模态、柔度变化、能量变化的诊断法。
按工程结构分类可分为局部检测法和整体检测法。
局部检测法：（1）声发射法（又称应力波法）；
（2）超声波检测技术；
（3）射线检测；
局部检测法使用的仪器少，结果准确可靠，但也存在检查时间长、工作量大，检测费用昂贵等缺点，因此该类方法一般用于损伤区域已知及损伤部位可以接近的结构损伤探测。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，局部损伤诊断技术仅用于检测结构的特别部件。
整体检测法分静态检测方法和动态检测方法，静态检测方法是对结构进行静态试验，量测与结构相关的静力参数，如变形、挠度、应变、裂缝等，并得出结构的强度、刚度及抗裂性能。而结构动态检测方法可连续的或间隔的对结构进行检测，并可用来指导对结构损伤可疑部位的评估，提高检测效率。
其中整体检测法包括：
（1）模型修正与系统识别法；
（2）人工神经网络法；
神经网络在损伤级别中的思路是：首先用无损伤系统的振动测量数据来训练网络，用适当的学习方法确定网络的参数；然后将系统的输入数据送入网络，网络就有对应的输出。如果过程是成功的，当系统特性无变化时，系统的输出和网络的输出应该吻合；相反，当系统有损伤时，系统的输出和网络的输出就有一个差异，这个差异就是损伤的一种测度。
（3）遗传算法；
（4）压电材料（基于阻抗法和波动法）；
4 结构损伤加固的方法
当我们找到结构损伤的位置和程度之后，我们的后续工作就是进行结构损伤位置的改造、修复和加固。
混凝土结构的加固设计，应与实际施工方法紧密结合，采取有效措施，保证新增构件和部件与原结构连接可靠，新增截面与原截面粘结牢固，形成整体共同工作；并应避免对未加固部分，以及相关的结构、构件和地基基础造成不利的影响。根据结构加固方法的受力特点，混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类。直接加固法较为灵活，便于处理各类加固问题；间接加固法较为简便、可靠，且便于日后的拆卸、更换。
直接加固法：
（1）增大截面法；
（2）置换混凝土加固法；将承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的混凝土剔除，用比原构件强度等级提高一级或二级的混凝土修复。
（3）外粘型钢和外粘型钢加固法；钢筋混凝土梁柱当通过乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法外包型钢使型钢和混凝土梁柱构成一个整体，通过型钢分担原有梁柱荷载达到加固目的。
（4）粘贴纤维复合材料加固法；
（5）绕丝加固法；通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性。
（6）高强钢丝绳网片-复合砂浆外层加固法；
（7）灌浆补缝法；在钢筋混凝土结构中产生裂缝时，会因空气所含湿气侵蚀而造成钢筋锈蚀及水泥中性化，进而缩短建筑物使用年限。 采用低压灌缝注射方法修补细微裂缝，利用灌缝浆体的流动性将环氧树脂渗透至缝隙深处，恢复混凝土原有强度。
间接加固法：
（1）预应力加固法；预应力技术一般用于混凝土或钢结构内部，但在加固工程中预应力用于梁外侧改变梁上荷载的传递路径，转嫁于主梁或柱上。
（2）改变结构传力途径加固法；主要可分为两种，增设支点法：通过增设支点以减小结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法，该方法主要适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固；托梁拔柱法：通过加固梁或增设支撑，在不拆或少拆上部结构的情况虾拆除、更换、接长柱子的一种加固方法，主要使用于要求厂房使用功能改变、增大空间的老长改造的结构加固或因设计变更以及使用用途变更须拔柱增大空间的改造。
5 结构加固方法前景的展望
随着结构加固技术的发展，结构的改造技术也得到了发展，结构的加固技术在结构的改造中发挥了重要的作用。此外，替代结构技术、改变传力途径技术、预应力技术、托梁拔柱技术、结构增层和加层技术，在结构的改造中由广大的科技人员和工程技术人员发明和创造出来。例如托梁拔柱术是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁拔柱等方案。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点，应根据需要加固的构件情况，综合确定加固方案。只要行之有效，技术成熟，既满足加固要求，又经济实用，均可采用。
6 结束语
总之，结构加固是一项重要工作，加固方法选择是否合理关系到原有建筑结构的安全性和耐久性及使用功能，必须高度重视和谨慎。只有选择适宜的加固方法和配套使用的技术，精心设计，才能做到技术可靠、安全适用、经济合理，达到加固的预期目标。
【参考文献】
【1】混凝土结构加固设计规范．GB 50367-2006．
【2】既有建筑地基基础加固设计规范．JGJ 123-2000．
【3】建筑抗震加固技术规程．JGJ 116-2009．