建筑工程结构检测鉴定方法

建筑工程结构检测鉴定方法

韩骏

元测检测技术（江苏）股份有限公司 江苏省宿迁市 223800

摘要：

建筑工程结构的设计建造关系到人们的生命安全和财产利益，在城市化和工业化的背景下，建筑结构承担着日益增加的责任。结构的安全性与可靠性成为建筑工程的核心需求，对其进行全面、精准的检测和鉴定具有重要意义。本文旨在探讨建筑结构检测鉴定的方法与技术，以满足对结构安全与可靠性的不断提高的需求，通过对建筑结构进行科学、精确的检测鉴定，将有助于预防潜在的风险和隐患，从而更好地确保人们在建筑环境中的安全与可靠性。

关键词：建筑工程；结构检测；鉴定

引言：

建筑结构的安全性直接关系到人们居住和工作的环境，以及基础设施的可持续运行。不论是高楼大厦、桥梁还是其他公共建筑，其稳定性和结构完整性对于城市社会的正常运转至关重要。隐患或缺陷可能导致结构的不稳定，进而引发灾难性的事故，因此对结构进行定期、全面的检测成为保障公共安全的首要任务。

一、建筑结构检测鉴定的基本原理

（一）结构力学基础

结构力学是建筑工程结构检测鉴定的基本原理之一，它通过研究物体的力学性质和相互作用，揭示了结构在外部作用下的力学响应。在建筑结构检测中，结构力学基础主要包括静力学和动力学两个方面。静力学是结构力学的基础，主要关注结构在静止状态下的力学行为，其中的平衡条件是静力学的核心，它要求结构在受到外力和外力矩作用时，保持平衡状态。平衡条件的表达形式包括力的合成与分解、力矩的平衡等，通过静力学的分析，能够了解结构在不同受力情况下的受力分布、内力大小和结构的整体平衡状态。动力学则研究结构在受到外部力作用时的运动规律，关注结构的振动行为，振动是指结构由于受到外部激励而产生的周期性或非周期性的运动。动力学的分析包括质点的加速度、速度和位移等动力学参数的计算，以及振动的频率、振型等振动特性的研究，在建筑结构检测中，动力学的应用可以通过振动传感器等手段获得结构的动态响应数据，从而评估结构的稳定性和安全性[1]。

（二）传感器与数据采集

在建筑结构检测鉴定中，通过传感器与数据采集可以获取结构的实时动态响应和变形信息，从而进行结构健康监测和性能评估，其精准度直接影响了检测的准确性和可靠性。传感器的选择在很大程度上取决于检测的目标和要求，结构健康监测中常用的传感器包括加速度计、应变计、位移传感器、压力传感器等。加速度计广泛应用于结构振动的监测，能够测量结构的加速度响应，通过积分处理得到速度和位移信息；应变计用于测量结构的变形情况，能够反映结构的内部受力状态；位移传感器则直接测量结构的位移，是一种常用于高精度检测的传感器[2]。不同传感器的组合可以提供多层次、全方位的结构信息，提高检测的全面性和准确性。其次，数据采集的技术手段直接关系到对传感器采集到的信息进行有效处理和分析，建筑结构检测通常采用数据采集系统来实时记录传感器输出的数据，该系统能够进行实时数据存储、传输和处理，以确保采集到的信息具有足够的时空分辨率。数据采集系统的设计还应考虑到传感器的布置、采样频率、传输速率等多个因素，以保证采集到的数据具有足够的精度和完整性。

二、常见的建筑结构检测鉴定方法

（一）非破坏检测方法

非破坏检测方法在建筑结构检测中，通过在不破坏结构完整性的前提下获取结构信息，为结构健康评估提供有效帮助，其中声波检测和红外热像法是两种常见的非破坏检测方法。声波检测通过分析结构中传播的声波来获取结构的内部信息，一种典型的应用是超声波检测，其原理是利用超声波在材料中传播的速度与材料性质的关系，通过测量声波的传播时间和反射特性来识别结构的缺陷和异物。以桥梁结构为例，超声波可以用于检测混凝土中的裂缝、空洞或钢筋腐蚀等问题，通过在不同位置施加超声波并监测其传播情况，可以精确定位和评估结构的健康状况。另一常见的非破坏检测方法是红外热像法，它利用物体在不同温度下的辐射特性来获取结构的温度分布信息，建筑结构中红外热像法可以用于检测隐蔽的缺陷、水分渗透等问题。例如在屋顶绝缘层的检测中，红外热像技术能够迅速识别绝缘层中的温度异常区域，从而定位可能存在的破损或漏水点，这种方法具有快速、非接触的优势，有助于早期发现和解决潜在问题。

（二）结构振动分析

结构振动分析是建筑结构检测鉴定的重要方法之一，通过对结构在外力激励下的振动响应进行分析，评估结构的动态性能和稳定性，振动分析常使用振动传感器来采集结构振动数据，同时运用模态分析等技术来解析结构的振动特性[3]。以桥梁结构为例，通过在桥梁上设置加速度传感器，可以实时监测桥梁在交通负荷、风荷载等外部激励下的振动响应，采集到的振动数据可以通过频谱分析和时域分析等手段得到结构的频率、振型等动态特性，这些信息有助于判断桥梁是否存在结构缺陷、损伤或异物，提供了非常直观的结构健康状态反馈。模态分析是振动分析中的一项重要技术，通过对结构的模态参数进行识别，可以了解结构的固有振动特性。例如在高层建筑中，模态分析可以揭示建筑在不同振动模态下的响应行为，包括振动模态的频率、振型和阻尼等信息，通过模态分析，可以识别出可能存在的结构问题，比如裂缝、变形等，进而进行有针对性的检测和维修。

（三）图像处理与计算机视觉

图像处理与计算机视觉在建筑结构检测鉴定中，通过获取和分析结构表面的图像信息，实现了对结构缺陷和变形的高效识别，一种常见的应用是通过摄像机监测来进行图像处理与计算机视觉分析。以大跨度建筑结构为例，通过在关键位置设置摄像机，可以实时捕捉结构表面的图像数据，这些图像数据可以通过图像处理技术进行预处理，包括图像去噪、边缘检测、图像增强等，以提高图像质量和准确性。接着，计算机视觉算法可以应用于图像中结构的特征提取和分析，通过计算机视觉实现对结构变形、裂缝、腐蚀等缺陷的自动检测。例如在桥梁结构中，图像处理与计算机视觉可以对桥梁表面的裂缝进行自动识别和测量，算法根据裂缝的形状、长度、宽度等特征，定量地评估裂缝的严重程度，为结构维护提供了更直观、精准的数据。此外，图像处理与计算机视觉还可以应用于结构的变形监测，通过对结构表面的特定点或区域进行追踪和比对，可以实时地获取结构的位移和变形信息，这对于大型建筑结构的变形监测、结构的实时安全性评估具有重要的意义。

三、先进技术在建筑结构检测鉴定中的应用

先进技术在建筑结构检测鉴定中的应用不断拓展，为结构监测提供了更为精密和全面的手段。其中，无人机技术成为一项重要的工具，通过搭载各类传感器和相机，无人机能够实现对建筑结构的高空、大范围、高分辨率的快速监测，这种技术不仅提高了数据采集效率，还使得在一些难以到达的区域进行实时监测成为可能。另一方面，人工智能（AI）与机器学习（ML）的应用也为建筑结构检测注入了新的活力。通过训练模型，AI与ML可以对大量的结构数据进行智能分析，从而实现结构健康状况的自动诊断和预测，这种技术不仅提高了检测的精度，还有助于发现隐藏的结构问题，并为工程师提供了更全面的决策支持。

总结：

建筑结构的安全与可靠性是社会发展的基石，通过深入讨论建筑结构检测鉴定的多元方法，本文强调了科技创新对于提升结构监测效能的关键作用。传感器技术、图像处理、机器学习等先进手段为结构健康评估提供了新的视角，借助这些工具，从业者能够更全面、精准地了解结构状况，从而及时预防潜在风险。

参考文献：

[1]黄育培.关于如何做好建筑工程主体结构检测分析[J].绿色环保建材,2020(12):144-145.

[2]刘元寿.浅析建筑工程主体结构检测方法及应用[J].绿色环保建材,2021(02):139-140.

[3]孙俊.建筑工程主体结构质量检测措施[J].住宅与房地产,2022(10):169-171.