智能土木結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)論文

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1智能土木結(jié)構(gòu)基本概念及研究現(xiàn)狀

簡單來講智能土木結(jié)構(gòu)是智能結(jié)構(gòu)應用于土木結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，現(xiàn)代社會的人們對于建筑的要求越來越高了，而其中最為重要的就是土木結(jié)構(gòu)智能化。智能結(jié)構(gòu)可以說是一種仿生結(jié)構(gòu)體系，集合了驅(qū)動器、主結(jié)構(gòu)、傳感器和控制器，具有環(huán)境適應力、結(jié)構(gòu)自監(jiān)控和損傷自修復的特點，甚至智能結(jié)構(gòu)能夠在危險發(fā)生的狀況下保護自身結(jié)構(gòu)不受到傷害。建筑行業(yè)的飛速發(fā)展對建筑提出了智能化需求，土木工程師們會將仿生功能材料融入到基體材料中，使得傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)擁有智能化的工程，人們在習慣上將其稱為智能土木結(jié)構(gòu)。智能土木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了之后，進一步解決了結(jié)構(gòu)評估的完整性、耐久性、強度和安全性等等的問題，更大程度上減少了建筑結(jié)構(gòu)維修費用，增強了土木結(jié)構(gòu)預測能力。比如說智能土木結(jié)構(gòu)具有自內(nèi)而外預報方式，主要的原理就是在傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)的內(nèi)部植入一些傳感器，組成一個網(wǎng)絡，進而對結(jié)構(gòu)性能進行實時監(jiān)測。智能土木結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的應用前景還是十分良好的，到目前為止智能土木結(jié)構(gòu)主要應用于了高層建筑、橋梁和大壩等工程。近幾年來的民用建筑和結(jié)構(gòu)都采用了大規(guī)模、高性能的分布式智能檢測系統(tǒng)。這些智能檢測系統(tǒng)都能夠為智能大廈發(fā)展建立堅實基礎，我國的智能大廈，到目前為止，我國智能大廈已經(jīng)如同雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。

2現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中智能土木結(jié)構(gòu)的應用

2.1智能傳感元件在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中的應用

土木工程中通常會在建筑結(jié)構(gòu)中粘貼或者是埋入一些傳感元件來對建筑物進行健康檢測，在確保檢測結(jié)果正確性的同時，還要對建筑物的穩(wěn)固性和安全性進行更為確切檢測和評價，獲取最為精準的數(shù)據(jù)，從而對建筑物的命運做出判決，進行維修或者是直接報廢。對于一些比較重大的土木工程建筑來說，由于其結(jié)構(gòu)的修建時間比較長，設備相對來說都比較陳舊，傳統(tǒng)傳感器并不能夠適應這種內(nèi)部環(huán)境，這個時候選擇高性能的傳感器檢測結(jié)構(gòu)健康是十分有效的。利用智能材料、光纖等制作成傳感器并且應用于土木工程的發(fā)展歷程當中已經(jīng)具有了劃時代的意義，使得土木工程的發(fā)展史開辟出了全新的篇章。

2.2建筑工程健康監(jiān)測的具體實施過程

智能土木結(jié)構(gòu)在建筑工程的結(jié)構(gòu)損傷和健康檢測方面都起到了十分重要的作用。在土木工程當中，建筑物的檢測通常會采用目測的方法，除此之外還會利用到聲發(fā)射、超聲波以及X射線等無損性的檢測，利用這種方法能夠有效杜絕很多弊端，在建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了破損情況，或者是建筑物的實時動態(tài)都能夠得到準確檢測，在滿足了人們對建筑整體了解的需求之上還能夠保證檢測效率和檢測準確率。比如說當建筑物發(fā)生了損傷，內(nèi)部就會出現(xiàn)裂紋，這些裂紋在外部力量的作用下會加大損傷的力度，并且會以聲速擴散，而這些都會被特殊材料制成的傳感元件所感知到，讓相關的工作人員能夠更加及時準確地掌握整個建筑物的內(nèi)部情況，對建筑物進行更為及時的整體規(guī)劃，采取一些措施來避免建筑物事故的發(fā)生。

2.3現(xiàn)代建筑節(jié)能支持

智能土木結(jié)構(gòu)不僅僅為普通建筑提供了安全檢測的功能，還能夠為智能建筑提供節(jié)能技術，并且已經(jīng)在實際中得到了逐步的推廣使用，建筑師們也在此基礎上提出了節(jié)能建筑的概念。所謂節(jié)能建筑其實就是在設計和建造的過程中，均盡量采用節(jié)能型的材料和器具，利用智能土木結(jié)構(gòu)使得建筑本身具備監(jiān)測控制能力，隨著外部環(huán)境的變化而適當?shù)刈龀稣{(diào)整，把建筑的自身能耗降低到最低的水準。智能土木結(jié)構(gòu)為現(xiàn)代建筑節(jié)能提供的技術支持能夠更好地實現(xiàn)綠色建筑，更加有利于環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展。

3智能土木結(jié)構(gòu)提升策略

3.1提高智能傳感的技術

傳感元件的應用是絕對離不開傳感技術，所以提高智能傳感技術已經(jīng)是勢在必行的了。從仿生學的角度來看，傳感器就像是建筑物自身的感受器官，要想提高智能傳感技術就必須要從傳感技術的系統(tǒng)性入手，提高傳感器的處理、感知、識別的能力，并且在這個基礎上要提高傳感器系統(tǒng)的靈敏度和可靠性，實現(xiàn)整體傳感技術智能化。在建筑工程當中，傳感元件要保證不影響建筑外形結(jié)構(gòu)，要同建筑材料形成較好的相容性，把對建筑物的影響盡可能地降低到最低的水平，提高建筑物當中信號的抗干擾能力。

3.2發(fā)展智能控制集成

智能控制系統(tǒng)是一個相當于人類大腦神經(jīng)中樞的最高級部分，這不僅僅取決于運動系統(tǒng)和感覺系統(tǒng)的運行程序，還擔負著整個腦神經(jīng)的高級功能運轉(zhuǎn)。在土木工程的內(nèi)部安裝集控系統(tǒng)中，能夠?qū)σ恍娊涤旰惋L暴做出迅速的應急，盡可能地降低損失，因此，相關建筑人員應該重視對于智能控制集成的開發(fā)和利用。例如說，在一些強臺風的天氣，各地方都會重視安全預警，而智能建筑中發(fā)展集成控制就能夠更加及時地對整個環(huán)境進行控制，確保整個建筑的安全。

4結(jié)束語

我國的建筑產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，推動了整個建筑行業(yè)的智能化發(fā)展，我國的建筑智能化正處于一種快速發(fā)展的階段，科學技術正在不斷進步，社會的經(jīng)濟水平逐步提高，人們對于建筑的舒適性、安全性以及便利性都有了更高的期待，對于智能建筑提出了更多更高的要求，為智能建筑的發(fā)展提供了良好的契機，成為了土木工程的靈魂支撐。我國的建筑行業(yè)正在朝向智能化的道路發(fā)展，必須要以發(fā)展的眼光與時俱進。

作者:吳海華單位:廣西中盛建筑設計有限公司