現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中智能土木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用探討

王明瑞

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)中生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們逐漸出現(xiàn)了多樣化、復(fù)雜化的建筑結(jié)構(gòu)需求，為了滿足人們的日益增長(zhǎng)特殊需求，出現(xiàn)了智能土木結(jié)構(gòu)，并在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)了土木工程和現(xiàn)代建筑的發(fā)展。因此本文主要概述了智能土木結(jié)構(gòu)，研究智能土木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，并提出了對(duì)智能土木結(jié)構(gòu)的展望。

關(guān)鍵詞：智能土木結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)；現(xiàn)代

前言：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，并為其提供了相應(yīng)的物質(zhì)保障，促進(jìn)了現(xiàn)代建筑工程邁向自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，而在現(xiàn)代建筑智能化發(fā)展中其核心內(nèi)容就是智能土木結(jié)構(gòu)的發(fā)展，智能土木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用，不但提高了建筑的智能化水準(zhǔn)，而且還能夠滿足人們的現(xiàn)代化需求，為社會(huì)的進(jìn)步發(fā)揮了巨大的促進(jìn)作用。

1智能土木結(jié)構(gòu)概述

1.1含義

在土木結(jié)構(gòu)中應(yīng)用智能結(jié)構(gòu)就是智能土木結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單含義，在人們能逐漸提高對(duì)建筑的要求的背景下，土木結(jié)構(gòu)智能化已成為一種時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能土木結(jié)構(gòu)主要是集合控制器、傳感器、主結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器等功能的仿生結(jié)構(gòu)體系，其主要的特點(diǎn)是自修復(fù)損傷、自監(jiān)控結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)力，同時(shí)還可以保證自身結(jié)構(gòu)不受到突發(fā)危險(xiǎn)的損害。而為了滿足建筑業(yè)的智能化需求，逐漸將智能材料應(yīng)用到土木結(jié)構(gòu)中，于是推動(dòng)了智能土木結(jié)構(gòu)的發(fā)展[1]。

1.2應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著智能土木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的廣泛應(yīng)用，不但使得結(jié)構(gòu)評(píng)估的安全性、強(qiáng)度、完整性等問(wèn)題得到了良好的解決，還對(duì)節(jié)約建筑結(jié)構(gòu)的維修工作經(jīng)濟(jì)成本，促進(jìn)了建筑土木結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)能力的強(qiáng)化，為現(xiàn)代建筑的發(fā)展帶來(lái)了極大的機(jī)遇。例如智能土木結(jié)構(gòu)的預(yù)報(bào)方式是由內(nèi)向外的，其原理主要是在土木傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將傳感器放入其內(nèi)部，并形成一個(gè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)，從而保證土木結(jié)構(gòu)的性能。目前智能土木結(jié)構(gòu)具有良好的發(fā)展前景，且已經(jīng)在大壩工程、橋梁工程、高層建筑中得到了應(yīng)用，而且也為智能建筑的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此研究現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中的智能土木結(jié)構(gòu)意義重大[2]。

2智能土木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2.1節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

智能土木機(jī)構(gòu)中的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，滿足了現(xiàn)代社會(huì)的節(jié)能發(fā)展需求，同時(shí)也可以現(xiàn)代建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用，所以其技能技術(shù)在現(xiàn)代建筑的實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的推廣。而且在建筑工程的建造、設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)中也逐步引進(jìn)節(jié)能建筑的理念，使用的建筑器具、材料都具有較高的節(jié)能性，而且在應(yīng)用智能土木結(jié)構(gòu)的時(shí)候，還促進(jìn)了建筑自身的監(jiān)測(cè)控制性能，當(dāng)外界出現(xiàn)環(huán)境變化等情況時(shí)，建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會(huì)自動(dòng)的做出相應(yīng)的調(diào)整，降低建筑自身的能源消耗量。另外在綠色建筑的發(fā)展下，智能土木結(jié)構(gòu)還未其發(fā)展提供了相應(yīng)的技術(shù)支撐，促進(jìn)了環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展[3]。

2.2智能傳感元件的應(yīng)用

2.2.1必要性

在土木工程中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的健康檢測(cè)，往往會(huì)采取埋入一些傳感元件、粘貼傳感元件的方式，不但可以保證得到正確的檢測(cè)結(jié)果，還可以正確的評(píng)價(jià)和檢測(cè)建筑物的安全性、穩(wěn)固性，提高檢測(cè)數(shù)據(jù)信息的精確性，幫助建筑工程人員做出維修建筑、報(bào)廢建筑的科學(xué)決定。但是在土木工程建筑結(jié)構(gòu)較重大的情況下，通常會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)的修建時(shí)間，而且其設(shè)備的陳舊程度也會(huì)較大，在這種環(huán)境下傳統(tǒng)的傳感器變現(xiàn)出了極大的不適應(yīng)性，急需使用高性能的傳感器。在智能土木結(jié)構(gòu)中使用的光纖材料傳感器、智能材料傳感器等，對(duì)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)發(fā)揮了重要作用，解決了傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)傳感器的不足，為檢測(cè)建筑結(jié)構(gòu)提供了監(jiān)控保障[4]。

2.2.3應(yīng)用方法

在對(duì)建筑物的健康情況進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，在應(yīng)用智能傳感元件基礎(chǔ)上使用無(wú)損性檢測(cè)的方法（如x射線、超聲波、聲發(fā)射檢測(cè)方法等），為杜絕使用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法發(fā)生檢測(cè)弊端發(fā)揮了重要作用，同時(shí)可以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生的異常問(wèn)題，準(zhǔn)確的檢測(cè)建筑物結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，滿足人們智能化結(jié)構(gòu)檢測(cè)的實(shí)際要求，促進(jìn)檢測(cè)準(zhǔn)確率、檢測(cè)效率的提升。如在建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷問(wèn)題的時(shí)候，在建筑物的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一些裂紋，在外力的作用下，這些裂紋會(huì)對(duì)建筑物發(fā)揮強(qiáng)大的損傷力度，在應(yīng)用傳感元件之后，在擴(kuò)散的時(shí)候會(huì)通過(guò)聲速的形式傳到相關(guān)的設(shè)備中，從而幫助相關(guān)工作人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)損傷訊號(hào)，并準(zhǔn)確的掌握裂紋造成建筑物結(jié)構(gòu)變化情況，從而制定出合理的整體建筑物修復(fù)計(jì)劃，防止出現(xiàn)建筑物安全事故，降低建筑物損傷帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)損失[5]。

3現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中智能土木結(jié)構(gòu)的展望

3.1增強(qiáng)其智能控制集成功能

智能控制系統(tǒng)可以被視為人腦中的最高級(jí)神經(jīng)中樞系統(tǒng)，感覺(jué)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行決定了其運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的功能運(yùn)轉(zhuǎn)活動(dòng)也尤其承擔(dān)。因此在智能土木結(jié)構(gòu)中加強(qiáng)其智能控制集成功能，可以實(shí)現(xiàn)迅速應(yīng)急建筑物遭受的強(qiáng)風(fēng)暴、強(qiáng)降雨等自然災(zāi)害，降低建筑物可能遭受的損失，所以在未來(lái)的智能土木結(jié)構(gòu)發(fā)展中要加大對(duì)智能控制集成的重視，廣泛利用、開發(fā)該技術(shù)。如在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的惡劣氣候條件下，各部門可能會(huì)做出相關(guān)的安全預(yù)警措施，但是在安裝了集成控制功能的智能建筑中，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)環(huán)境的及時(shí)掌控，從而為整個(gè)建筑的安全提供保障。

3.2加強(qiáng)其智能傳感技術(shù)的應(yīng)用

在智能土木結(jié)構(gòu)中加大傳感技術(shù)的應(yīng)用主要是為了更好的應(yīng)用傳感元件，而且隨著現(xiàn)代建筑中傳感元件的普遍應(yīng)用，傳感技術(shù)的強(qiáng)化也成為大勢(shì)所趨。而且基于仿生學(xué)而言，在建筑物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，傳感器相當(dāng)于其感受器官，為了使傳感技術(shù)得到提高，就需要從傳感器的系統(tǒng)性角度開始，增強(qiáng)其識(shí)別能力、感知能力、處理能力，并加強(qiáng)傳感器系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)靈敏度，達(dá)到整體智能化的傳感技術(shù)目標(biāo)。另外在現(xiàn)代建筑中，為了確保傳感元件的應(yīng)用不會(huì)對(duì)建筑外形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，需要使用可以相容建筑材料的傳感元件，盡可能降低在應(yīng)用的過(guò)程中對(duì)建筑物的影響效果，使建筑物具備較高的抗信號(hào)干擾能力[6]。

總結(jié)：綜上所述，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中智能土木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用的深入研究，從中可以了解到只能土木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用已成為時(shí)代發(fā)展的需求和趨勢(shì)，將其應(yīng)用到現(xiàn)代建筑中對(duì)提高建筑物的智能化、安全性等方面都具有重要意義。而且隨著智能建筑的發(fā)展，智能土木結(jié)構(gòu)也具有較好的發(fā)展前景，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加大對(duì)智能土木結(jié)構(gòu)的研究力度，從而促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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