智能土木結構與建筑結構論文

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1智能土木結構基本概念及研究現狀

簡單來講智能土木結構是智能結構應用于土木結構的產物，現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構智能化。智能結構可以說是一種仿生結構體系，集合了驅動器、主結構、傳感器和控制器，具有環境適應力、結構自監控和損傷自修復的特點，甚至智能結構能夠在危險發生的狀況下保護自身結構不受到傷害。建筑行業的飛速發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，使得傳統建筑結構擁有智能化的工程，人們在習慣上將其稱為智能土木結構。智能土木結構出現了之后，進一步解決了結構評估的完整性、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構維修費用，增強了土木結構預測能力。比如說智能土木結構具有自內而外預報方式，主要的原理就是在傳統土木結構的內部植入一些傳感器，組成一個網絡，進而對結構性能進行實時監測。智能土木結構在建筑結構中的應用前景還是十分良好的，到目前為止智能土木結構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構都采用了大規模、高性能的分布式智能檢測系統。這些智能檢測系統都能夠為智能大廈發展建立堅實基礎，我國的智能大廈，到目前為止，我國智能大廈已經如同雨后春筍般不斷涌現。

2現代建筑結構中智能土木結構的應用

2.1智能傳感元件在現代建筑結構中的應用

土木工程中通常會在建筑結構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，在確保檢測結果正確性的同時，還要對建筑物的穩固性和安全性進行更為確切檢測和評價，獲取最為精準的數據，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，由于其結構的修建時間比較長，設備相對來說都比較陳舊，傳統傳感器并不能夠適應這種內部環境，這個時候選擇高性能的傳感器檢測結構健康是十分有效的。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展歷程當中已經具有了劃時代的意義，使得土木工程的發展史開辟出了全新的篇章。

2.2建筑工程健康監測的具體實施過程

智能土木結構在建筑工程的結構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，在建筑物的內部結構中出現了破損情況，或者是建筑物的實時動態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。比如說當建筑物發生了損傷，內部就會出現裂紋，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部情況，對建筑物進行更為及時的整體規劃，采取一些措施來避免建筑物事故的發生。

2.3現代建筑節能支持

智能土木結構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能技術，并且已經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能建筑的概念。所謂節能建筑其實就是在設計和建造的過程中，均盡量采用節能型的材料和器具，利用智能土木結構使得建筑本身具備監測控制能力，隨著外部環境的變化而適當地做出調整，把建筑的自身能耗降低到最低的水準。智能土木結構為現代建筑節能提供的技術支持能夠更好地實現綠色建筑，更加有利于環境友好和可持續發展。

3智能土木結構提升策略

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的靈敏度和可靠性，實現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構，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發展智能控制集成

智能控制系統是一個相當于人類大腦神經中樞的最高級部分，這不僅僅取決于運動系統和感覺系統的運行程序，還擔負著整個腦神經的高級功能運轉。在土木工程的內部安裝集控系統中，能夠對一些強降雨和風暴做出迅速的應急，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，而智能建筑中發展集成控制就能夠更加及時地對整個環境進行控制，確保整個建筑的安全。

4結束語

我國的建筑產業持續增長，推動了整個建筑行業的智能化發展，我國的建筑智能化正處于一種快速發展的階段，科學技術正在不斷進步，社會的經濟水平逐步提高，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。我國的建筑行業正在朝向智能化的道路發展，必須要以發展的眼光與時俱進。

作者:吳海華單位:廣西中盛建筑設計有限公司