土木工程結構薄弱處探究

（合肥水泥研究設計院有限公司 230051）

當前，我國土木工程行業的發展已經步入了一個嶄新的發展階段，尤其是步入21世紀之后，我國在土木工程的建設發展中，逐漸發展成為了世界性大國。伴隨大量的工程建筑的興建，其中對工程建筑的穩定性和安全性的要求也在不斷的上升。建筑材料在長期性的環境氣候的作用下，建筑材料的使用壽命不斷下降，進而形成了建筑材料的實際抗壓性能有著不同程度的下降，使得建筑結構上的安全性受到了比較大的威脅性。在建筑體外部荷載產生變化或者是受到了突然性的荷載過大的時候，很有可能會出現比較嚴重的損壞，嚴重時候會造成建筑結構坍塌的重大事故。因此，我們必須要對土木工程當中比較薄弱的環節進行分析和研究，提出有效的加固措施來保證建筑體的整體穩定性，這對保證我國土木工程的未來發展有著至關重要的作用。

1 土木工程結構安全事故產生的主要原因

以韓國首爾瑞草地區發生比較嚴重的三豐百貨大樓倒塌事故為例，從樓體的頂部出現了局部垮塌時候，上層的建筑重物掉落在第五層樓層上，造成了五層樓體的支柱不堪重負，形成了一種連環性坍塌事故，直至垮塌到了地下室。我國建筑體結構相關研究人員，針對韓國此次建筑體坍塌事故進行了分析和總結，從中可以看出建筑體由于受到了荷載的變化、建筑材料退化以及環境作用問題的影響，造成了樓體中一塊承載節點的承載力不足，在后續的維護工作過程中，帶來了支點荷載量和不斷上升的交通流量以及在垮塌事故發生當天對該支點的錯誤修補，加重了建筑體薄弱環節的節點板失效，進而產生坍塌的狀況。

對該樓體倒塌實例的分析可以看出，造成土木工程結構坍塌事故的原因是多樣化的，總結性來講可以具體的分成兩種形式：第一，不可阻抗性因素，主要包含了地震、供水、颶風以及火災等自然災害，這些災害通常是不受人類控制的；第二，可阻抗性因素，其中主要包含了對建筑結構的設計方面因素、施工質量方面、對建筑體的運營管理方面因素。因為在建筑設計方面的原因，造成建筑出現坍塌原因主要包含了：對建筑結構性質認知程度不夠，建筑設計理論不成熟，對建筑空間受力分析規律不了解等方面原因，造成了建筑體整體穩定性低下；在施工方面原因主要包含了：對施工材料的選擇錯誤，存在偷工減料或者是使用不符合質量標準的施工材料，施工工藝錯誤和粗糙等[1]；在建筑后期運營管理方面的原因包含了：對建筑結構改造或者加建以及拆除工作當中，由于施工方案不符合標準以及施工方式錯誤等，造成建筑體部分的支柱或者是構件的損壞，也是造成建筑垮塌事故的主要原因。

2 土木工程結構薄弱處的分析與探究

在土木工程的修建過程當中出現的薄弱處主要原因就在于結構內部出現損傷，同時也是建筑體長期積累下來的損傷因素之一。隨著建筑體結構在長時間的運營和管理過程中，經常會處于各種環境狀態下，其中就包含了暴曬、暴雨、有害氣體等等，這些方面的因素會出建筑體產生一定的侵蝕現象。在經過長時間的累積之后，建筑體就會產生結構薄弱處問題，其中常見的建筑薄弱處有鋼筋的銹蝕、混凝土的開裂和脫落，在受到了建筑體材料本身老化現象的影響，建筑材料當中的各項技術性指標，比如彈性模量和建筑強度等，也會隨著時間的推移而慢慢變低，進而表現出建筑體損傷的狀況越來越嚴重。長期積累下來的損傷會造成建筑體整體架構的承載能力下降[2]。

識別建筑體結構損傷方面的問題可以具體分成兩大類，一方面為正問題，也就是通過對建筑體結構實施無損檢測，或者是對建筑體實施微破損檢測所取得的建筑受到環境侵蝕以及老化現象的影響問題，通過這種方式主要是從正面上直接去尋找建筑結構當中出現的損傷問題，需要使用大型的測試儀器和比較有施工經驗的現場工程師進行指導，并且還需要對其中一些大型的結構全部檢測完成需要相當大的人力和物力的消耗，并且這種建筑結構的內部出現損傷是很難檢測出來的[3]；另外一個方面為反問題，也就是通過對建筑結構整體功能的響應性，來對建筑結構內部產生損傷位置與損傷程度進行分析，這種方式屬于一種傳統形式的損傷識別范圍，依照建筑體結構系統所表現出來的識別范疇，依照結構反應出來的數據參數，對建筑結構損傷的程度進行表現。但是因為建筑結構響應測試比較難以完成，并且會受到噪音干擾性比較大，這種方式在具體的運用過程中會受到一定的限制性，一方面通過對建筑現場的監測參數來對建筑支點的承載力進行分析，另一個方面通過數據識別的方式來對建筑結構進行識別，將二者之間進行比較，可以通過建筑結構中具體的損傷程度，以此來確定建筑結構出現損傷的情況。

在對土木工程結構薄弱處進行認定的另外一個因素是建筑體結構上的荷載效應產生，在結構荷載效應方面依照實際的變化可以具體的分成以下幾個方面：結構體整體性的荷載變化。建筑結構會伴隨著使用年限的增加，在其具體的使用功能以及最初的設計要求方面會產生比較明顯的轉變，其中對一些重型施工設備的有效使用，都會對建筑體的整體受力產生一定的影響，比如：在工業廠房的修建過程當中，因為生產線要求變更、重型的機械設備在安裝過程中對整個廠房的結構負荷造成了比較嚴重的影響；還有的是在橋梁的設計施工當中，因為車流量的不斷上升，并且重型的機械卡車越來越多，在初期設計橋梁的時候并沒有考慮到會有現在重量的卡車通過，因此橋梁在受到了較大的重型卡車通過的時候，就會產生重量負載過大的現象。對于內重力的分布，一方面來講是因為建筑結構上的荷載并不是非常均勻的，特別是在活荷載方面，其中實際的荷載數值會和設計中的數據差異很大，其中絕大部分的土木工程的結構都為超靜定結構，而超靜定結構的內力分布式通過建筑結構具體構建的剛性強度來決定的[4]。

3 結束語

本文通過對土木工程結構薄弱處的分析和探究，從中可以看出土木工程在修建過程當中出現的薄弱處主要原因就在于結構內部出現損傷的情況，在受到不可阻抗因素產生的結構穩定性問題相對比較少。而有效的提升土木工程的結構穩定性，對人們的人身財產安全以及社會的穩定發展起到了保障性作用，因此，在土木工程施工中，需要對結構薄弱問題引起足夠重視，并加以嚴格控制。

[1]李怡坤.土木工程建筑中混凝土結構的施工技術探討[J].工程技術研究,2017,10:78-79.

[2]吳桐.“土木工程結構創新性與穩定性國際會議”漢英交替傳譯實踐報告[D].吉林華橋外國語學院,2015.

[3]劉懷挺.提高土木工程結構設計中的安全性及經濟性的方法分析[J].城市建設理論研究(電子版),2017,06:147-148.

[4]趙素艷.土木工程結構的性能監測系統與損傷識別方法研究[J].工業技術創新,2016,0302:266-268.