嚴(yán)富林

[摘 要]進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)的風(fēng)場實測，目的是為了對其結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的作用/破壞機(jī)理等情況，進(jìn)行有效的把握，同時還可以對其應(yīng)用過程中的模型，或者是試驗方法，進(jìn)行有效的更新，使其能夠進(jìn)行實測的工作?；诖?，本文首先對結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計中，進(jìn)行的結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測工作的作用，進(jìn)行了分析，之后根據(jù)其實測使用的技術(shù)，探究了目前應(yīng)用的信息技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]土木工程；結(jié)構(gòu)；風(fēng)場實測；技術(shù)；進(jìn)展

中圖分類號：U341 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）18-0126-01

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土木工程建設(shè)，在其中也獲得了較多的發(fā)展空間，但是在其建設(shè)的過程中，需要對其結(jié)構(gòu)，進(jìn)行有效的研究，以此來促使其工程，更好的發(fā)揮其建設(shè)的作用。

1、土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測的作用

目前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展，其建筑領(lǐng)域的建筑水平也取得了顯著的發(fā)展進(jìn)步。在進(jìn)行土木工程建設(shè)的過程中，進(jìn)行的大跨度結(jié)構(gòu)、高層的建筑建設(shè)，可以極大的展現(xiàn)出，當(dāng)下國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況。但是，由于較多的自然災(zāi)害，尤其是我國南方地區(qū)的大風(fēng)天氣，常會導(dǎo)致建筑出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題，以此使得人們的生命財產(chǎn)安全，以及建筑的使用壽命，難以得到有效的保證，同時也給國家和人民，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。基于目前的城市化建設(shè)步伐的加快，人地矛盾的日益嚴(yán)重，在許多城市進(jìn)行的建筑工程，其大多屬于大跨度、高層建筑，因此其具有著質(zhì)量較輕，且阻尼性較低的特點，使得建筑非常容易受到大風(fēng)天氣的影響。由于這些建筑項目，具有著上述的特點， 因此對于其建筑的機(jī)構(gòu)風(fēng)靈敏性，進(jìn)行有效的設(shè)計，以此來有效的避免大風(fēng)天氣，對于建筑物質(zhì)量的損害。在目前的土木工程抗風(fēng)設(shè)計中，多使用的是風(fēng)洞試驗法，來對建筑的抗風(fēng)性能，進(jìn)行有效的測試。在進(jìn)行土木工程的抗風(fēng)設(shè)計中，應(yīng)用該種試驗法，可以對其抗風(fēng)理論的更新，或者是結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn)工作，有著極大的助益。在進(jìn)行土工的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，要想設(shè)計出較高抗風(fēng)性能的建筑結(jié)構(gòu)，需要對其工程，進(jìn)行風(fēng)場實測，以此來對其大風(fēng)天氣下，對于建筑的質(zhì)量影響情況，進(jìn)行把握。在東南沿海地區(qū)，其常會有臺風(fēng)天氣，此時對其建筑物的抗風(fēng)性能設(shè)計，進(jìn)行的現(xiàn)場風(fēng)場實測工作，可以為其設(shè)計的合理性、有效性，提供證據(jù)。設(shè)計人員，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場風(fēng)場實測工作中，需要將風(fēng)洞試驗的數(shù)據(jù)結(jié)果，與該地風(fēng)場的特性，以及風(fēng)致動力響應(yīng)結(jié)果，進(jìn)行詳細(xì)的比對，以此來對其試驗數(shù)據(jù)庫，不斷進(jìn)行改進(jìn)[1]。

根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場現(xiàn)場實測結(jié)果的研究資料可知，目前人們已經(jīng)對其工程所在地的近地風(fēng)特性，進(jìn)行了初步的掌握，其現(xiàn)階段，正在進(jìn)行相關(guān)理論的研究。但是根據(jù)目前的現(xiàn)場風(fēng)場實測現(xiàn)狀可知，其實測工作面臨著高費用、高難度的特點，因此對其土木工程風(fēng)場實測，以及動力響應(yīng)實測，研究較少，人們對其特性情況，知之甚少。因此，需要相關(guān)的研究人員，對上述兩項實測工作，加強(qiáng)重視，其對于土工工程的質(zhì)量而言，具有著非常重要的作用[2]。

2、土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測的研究進(jìn)展分析

在對目前的土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場的實測結(jié)果，進(jìn)行研究的過程中，可知其實測的主要內(nèi)容包括：對于大跨度和高層建筑物風(fēng)速的測定、風(fēng)速表現(xiàn)特征，以及對于風(fēng)致振動響應(yīng)的測定。

在國外的研究中，主要是對其土木工程的風(fēng)壓問題，或者是振動問題，其所導(dǎo)致的動力響應(yīng)，進(jìn)行了重點的研究，結(jié)果顯示，煙道效應(yīng)，會影響測量結(jié)果，對其風(fēng)洞試驗的數(shù)據(jù)庫問題，研究較少。此外，目前日本的研究者對于該項問題，進(jìn)行了較多的研究，且已經(jīng)取得了顯著的研究成果[3]。

在國內(nèi)的研究中，其主要對高層結(jié)構(gòu)的風(fēng)場實測中風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)完善，進(jìn)行了研究，但是對其數(shù)據(jù)庫的完善問題，研究的較少，有待加強(qiáng)。根據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果可知：可以使用雙曲冷卻塔脈動風(fēng)壓功率譜密度，對其問題，進(jìn)行改善，之后還可以通過分布壓力函數(shù)，進(jìn)行有效的計算，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，以此來對風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)庫問題，進(jìn)行有效的完善。

3、土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測使用新技術(shù)的研究進(jìn)展分析

在目前的土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測中，應(yīng)用了較多的新技術(shù)，對其風(fēng)速特性、風(fēng)向問題、風(fēng)壓問題，進(jìn)行了實測。在這個過程中，需要使用到傳感器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸/采集/處理工作。

實測中的傳感器的使用。其在實際的風(fēng)場實測的過程中，使用的傳感器，其元件主要包括：電接電傳風(fēng)向風(fēng)速儀、風(fēng)杯式風(fēng)速計、螺旋槳式風(fēng)速儀。伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，目前多使用電子微風(fēng)儀、三維超聲風(fēng)速儀，進(jìn)行實測工作。其在工作中，容易受到溫度、水、壓力等多項因素的影響，以此該傳感器，需要根據(jù)該地的實地情況，進(jìn)行定制。目前在實測中，較常使用的傳感器為：壓阻式壓力傳感器，其具備著較高的靈敏度，實測的結(jié)果較為準(zhǔn)確，可以為土木工程機(jī)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計，提供助益。其自身基本的壓阻，會使得該項阻值，發(fā)生壓力，進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，以此來將其變?yōu)殡娦盘?。其核心的元件為：硅膜片。?dāng)儀器出現(xiàn)了較小的壓力變化時，其就會獲得明顯的頻率，來對其壓力，進(jìn)行回應(yīng)。因此該儀器具備著靈敏度高、操作簡單、頻率高的優(yōu)勢條件，是土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測的有效儀器[4]。

對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)場實測，其可以對結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的作用原理，以及破壞原理，提供相應(yīng)的理論支撐，因此為了促進(jìn)其風(fēng)場實測結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要借助于當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，使用先進(jìn)的實測技術(shù)，以及測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，來實現(xiàn)這一目的。根據(jù)目前的實測使用技術(shù)研究資料可知：在風(fēng)場實測中，對其風(fēng)壓進(jìn)行的測量，其可以使用齊墻埋管式單管/多通路差壓測量系統(tǒng)，或者是使用前端壓力器，將其獲得風(fēng)壓轉(zhuǎn)化為模擬信號，之后通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行測量。這兩種方法，對于風(fēng)場實測中的風(fēng)壓測量，有著極大的阻礙作用，實際操作難度較大。因此基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對其實測問題，可以使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對其風(fēng)場的各項風(fēng)向、風(fēng)速，以及土木工程結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)，進(jìn)行有效的實時把控，促進(jìn)其實測結(jié)果的準(zhǔn)確性與精準(zhǔn)度。這種方式，針對臺風(fēng)天氣，有著極大的便利，效果十分顯著。同時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，也是進(jìn)行風(fēng)壓實測的一種有效方法， 但是根據(jù)其文獻(xiàn)資料可知，目前國內(nèi)外學(xué)者，對其進(jìn)行的研究較少。該種實測方法，其借助于該地區(qū)中設(shè)置的智能傳感器，根據(jù)其節(jié)點協(xié)作，進(jìn)行了信息的感知、監(jiān)控處理。之后可以通過嵌入式的系統(tǒng)，對信息，進(jìn)行有效的采集、分析，之后將分析得出的有效的信息，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行終端處理，以此來為風(fēng)場實測，提供有效的信息。該項實測方法，其主要包括：無線傳感器、網(wǎng)關(guān)、基站、終端，幾個部分，此外，在進(jìn)行土工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測的過程中，需要重視耗能問題。其實測處于室外的環(huán)境中，且持續(xù)的時間較長，需要使用較多的電能能源，來支持其進(jìn)行實測工作，不利于其電池的更換。如果使用的是高耗能的設(shè)備，將會對實測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，造成嚴(yán)重的影響。因此在進(jìn)行實測的過程中，需要不斷進(jìn)行低耗能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)，促使其實測結(jié)果的有效性[5]。

結(jié)束語

在對土木工程，進(jìn)行的結(jié)構(gòu)研究，具有著十分重要的作用，因此需要設(shè)計人員，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計中，加強(qiáng)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測工作，以此來有效的對其抗風(fēng)設(shè)計漏洞問題，進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)，及時的解決，以此來促進(jìn)土木工程設(shè)計結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 李錦華，李春祥.土木工程隨機(jī)風(fēng)場數(shù)值模擬研究的進(jìn)展[J].振動與沖擊，2008，09：116-125+187.

[2] 申建紅，李春祥.土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測及新技術(shù)研究的進(jìn)展[J].振動與沖擊，2008，10：115-120+196.

[3] 孫玉釗.土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)場實測及新技術(shù)研究[J].中外企業(yè)家，2015，17：223.

[4] 申建紅.強(qiáng)風(fēng)作用下高層建筑風(fēng)場實測及模態(tài)參數(shù)識別研究[D].上海大學(xué)，2010.

[5] 徐安，傅繼陽，趙若紅，吳玖榮.土木工程相關(guān)的臺風(fēng)近地風(fēng)場實測研究[J].空氣動力學(xué)學(xué)報，2010，01：23-31.