智能土木构造对现代建筑构造的应用.docx

智能土木构造对现代建筑构造的应用我国作为建筑大国，随着国民经济水平的不断提高，人 们对于生活、工作环境的安全性、便捷性以及舒适性提出了 更求，进而也给建筑行业发展带来了前所未有的挑战。 在此社会背景下，建筑行业应全力把握科学发展信息，大力 开发智能化建筑，并将智能土木构造应用于现代建筑中，从 而更好的满足当代人们的实际需求。本文主要对现代建筑构 造中智能土木构造的应用开展了分析。人们物质生活水平的不断提高，对于建筑物的实际需求 逐渐开始呈现出智能化、多样化的发展趋势。为满足人们这 一需求，需对当前的建筑构造加以改良和完善。现代大型建 筑对于土木构造具有较求，其对于建筑的安全性、可靠 性以及稳定性具有较为直接的影响。智能土木构造的应用， 符合时代发展趋势，弥补了传统建筑构造的缺陷和缺陷，对 于建筑物性能及质量的提升，具有至关重要的作用。1智能土木构造简述智能化土木构造是科学技术以及现代化构造不断发展 的重要产物。当前，人类已步入信息化社会，在生产信息材 料的过程中，已逐步实现了制造、设计一体化。而这些变化 的产生，也为土木工程师提供了创作灵感和动力源泉。近年 来，人们在设计建筑构造的过程中，已不再将目光单纯局限 于其承受力，而是要求其具有一定的分析能力、计算能力以 及感知能力，通过这些能力的不断优化和调整，实现建筑构 造的自我调节与控制。为此，设计师们也尝试通过传感器、 信号放大器以及控制电路等，帮助建筑构造实现这一目标。所谓建筑构造智能化，即要求建筑物可开展自我诊断， 并通过深入分析，完成自我调整，也就是所说的“自我修复 能力”，具有该功能的建筑物可对自身构造的应力分布、刚 度、强度等开展调节和改变，从而对建筑物整体加以完善。 智能化的土木构造，赋予了建筑物一定的自我调节能力，而 这也恰恰是其智能化的具体表现，其充分发挥了信息材料的 优势与特征，符合当今时代人们对于建筑物的实际需求1。2智能土木构造分类在具体应用过程中，智能土木构造通常可分为以下几类: 第一，智能材料耦合构造。该构造充分运用了构造材料的部 分特性，在对这些特性开展检测时，可对构造的变化特征加 以明确，并以此实现构造的自我调整。第二，嵌入式智能土 木构造。其主要原理为：将传感器放入钢筋混凝土中，通过 一些材料仪器、计算机、软、硬件，对建筑物的构造开展优 化和调整。具体实施过程中，该构造主要是在传统构造的根 底上，实现了改良和调整，且无需对建筑物原有性能开展分 析与研究，如此便可直接从传统构造过渡到智能化构造，充 分满足了居民的实际需求。以上两类智能土木构造在某些方 面存在一定差异，如嵌入式智能土木构造需充分借助信息材 料，而智能材料耦合构造则比较关注建筑自身所使用的原料 特性。但两者的终极目标基本保持一致。除以上提到的两种类 型外，结合智能土木构造目的的差异性，还可开展详细划分, 而这些构造均隶属于智能混凝土范围。从功能上看，可划分 为应力应变自诊断、自愈合功能、自诊断功能、寿命预警功 能以及损伤自我诊断功能等等。这种分类方式，一般可从名 称上判断其构造性能，在具体应用过程中，设计人员可结合 工程的实际需求，选择出最适宜的土木构造，从而最大限度 的发挥其优势和特长2。3现代建筑构造中智能土木构造的应用现状3.1智能传感元件的应用在土木工程中，技术人员时常会在建筑构造中添加传现 代建筑构造中智能土木构造的应用分析 Applicationandanalysisofintelligentcivilstructurein modernarchitecturalstructure 苗婉茹（#建筑大学， #250101）我国作为建筑大国，随着国民经济水平的不 断提高，人们对于生活、工作环境的安全性、便捷性以及舒 适性提感元件，以此实现建筑物的安康检测，在保证结果精 准性的同时，还需对建筑物的安全性、稳固性等开展综合评 价，且同样需保证数据的精准性，从而对建筑物的实际使用 寿命开展判断，最后做出相应的报废或维修处理。而对于某 些大型的工程建筑而言，由于其建筑构造修建时间一般较长, 且设备陈旧老化，若在此依然采取添加传感器的方式，则往 往与实际情况不相符合。此时便需选择性能较强的传感器 （如图1）开展构造检测，通过光纤智能材料等制作而成的传 感器，具有十分强大的性能，将其应用于土木工程中，可起 到事半功倍的检测效果，同时也为土木工程发展提供了新契 机。如在混凝土中接入光纤，并将其作为传感元件，实现建 筑构造振动、变形、损伤、裂缝、锈蚀等方面的自动化预警、 检测和控制，同时，也可在其中参加驱动元件，并将其与信 息处理系统开展有效融合，从而形成智能化混凝土构造，实 现建筑物的自检测、自修复和自诊断功能。目前，该技术在 国外的实践应用已取得了十分显著的成果，而光纤材料也逐 渐成为土木工程构造振动自控制和安康诊断中设计传感器 的理想化材料。随着应用效果的不断提升，该材料目前还被 广泛的应用于大坝工程的安全测定和安康监测，为建筑物的 安全性和稳固性提供了良好的保障。例如，市某钢铁房 机建造于深厚软土地基上，主要是以淤泥质土为主，土质的 力学性能较差，基坑挖深Um,H型钢约为25联本次工程中， 主要是采用了分布式光纤传感技术对H型钢开展优化和改造, 以此提升其变形感知能力，并实现H型钢水平位置、弯矩以 及应变等数据的实时获取，具体情况见图2。3. 2现代建筑节能技术智能土木构造的应用，为建筑物安全检测性能的提升提 供了良好保障，同时也提供了大量的节能技术，可在今后的 实践发展中加以推广。而通过该构造的应用，也提升了建筑 工程师的节能意识。所谓节能建筑，即在建造和设计的过程 中，均统一采用节能器具和材料，并通过智能土木构造的应 用，赋予建筑物自我监测的能力，使其可灵活自如的应对外 部环境变化，最大限度的降低能耗。智能土木构造的实际应 用，为节能建筑提供了强大的技术支持，加快了绿色建筑目 标的实现，为可持续发展型、环境友好型社会的建设奠定了 良好根底3。3. 3工程安康监测将智能土木构造应用于建筑工程中，在安康检测和构造 损伤等方面具有着至关重要的作用。在土木工程中，建筑物 检测常以目测方式为主，同时还会辅助声发射、x射线、超 声波等技术，通过该方式的应用，可有效防止很多缺陷问题, 能够对建筑物构造的破损情况开展动态监测，不仅满足了人 们的实际需求，同时也确保了检测结果的精准性和效率性。 如建筑物在出现损伤时，其内部构造也会相应破裂，在外力 作用的影响下，通常会加大损伤力度，而这些变化均会被传 感器感知到，从而使工作人员可在第一时间对建筑的实际情 况加以掌握和了解，并以此为根底采取针对性调整措施，有 效防止建筑发生安全事故造成的人员伤亡问题。大量调查数 据显示，形状记忆合金具有较高的相变回复力，最高数值可 达 400MPao以上述特性为根底，可开发出具有变形能力的被动耗能 控制系统和记忆合金被动耗能器，以此实现土木工程构造的 抗震控制。这些构造在具体应用的过程中，通常是安装在构 造的底部或层间，如此当建筑构造出现形变时，便会迅速被 耗能器所感知，从而可最大限度的消耗地震能量。据调查, 在建筑构造中安装了记忆合金耗能器，大约有60%地震能量 均可吸收，有效抑制了建筑构造的位移、变形等问题。目前， 在国外很多国家，均开始将该设备应用于建筑物的防震、抗 震设计中，效果显著。4提升智能土木构造应用效果的有效措施4.1提升智能传感水平在现代建筑构造中，为了能够最大限度的提升智能土木 构造的应用效果，首要工作便是提升智能传感技术水平。因 此，有必要对传感元件的性能开展优化。站在仿生学的立场 看，对于现代建筑而言，传感器则相当于其自身的某个器官。 若想提高建筑物整体的感知能力，则必须对传感技术水平开 展提升，从系统性方向入手，强化传感器的处理能力、识别 能力以及感知能力，并在此根底上，增强其系统的灵敏度与 可靠性。将智能传感元件应用于现代建筑工程中，应注意禁 止对建筑外形造成影响，与此同时，还应确保建筑构造的相 容性，不断提升其抗干扰能力4。4. 2智能控制集成发展若将建筑物比作人体，则智能控制系统就是人的大脑神经中枢系统，其作为一个核心部分，不仅操控着运动系统程 序和感觉系统，同时也直接影响着整个神经的协调功能和运 转功能。将该智能集成系统安装于建筑智能土木构造中，可 大幅度提升建筑物的外部抵抗能力，如风暴、降雨等等，使 其在第一时间做出相应反应，最大限度的防止人员伤亡，并 降低经济损失。基于上述情况，我国相关技术部门应重点对 智能控制系统开展研究与开发，并加大推广应用力度，以此 为根底，实现整个建筑环境的优化控制，为建筑构造的稳固 性、安全性提供有力保障。4. 3大力发展节能新技术随着社会经济的不断增长，生态能源短缺、环境污染恶 化问题日益严重，威胁着人们的生存和发展环境。近年来, 人们对于节能环保理念的重视程度越来越高。在此环境背景 下，绿色建筑应运而生，但在我国目前的现代化建筑构造中, 节能新技术尚未实现普及，应用率有待提升，且能源浪费问 题仍较为常见。为此，应加大节能技术的开发和创新力度, 增强技术人员的创新意识，从而使节能新技术可与现代智能 土木构造相互适应，为绿色建筑的发展提供便利条件。具体 分析如下：首先，在将节能技术应用于现代建筑构造中时, 应保证其定位的精准性，在确保建筑构造正常运行的同时, 最大限度的减少浪费，降低能源消耗。其次，结合建筑构造 的实际情况和具体要求，有针对性的引进节能新技术和新理 念，以此提升技术的成效性和适应性。最后，在具体应用过程中，还应充分考虑建筑物的外部 环境变化，并结合其具体情况，对节能技术开展及时更新和 调整，从而最大限度的发挥其节能环保性能，为绿色建筑发 展提供有力保障5。智能土木构造是一种新兴的构造类型, 其在现代建筑构造中的实践应用，虽具有良好效果，但从整 体角度看，由于该构造应用目前尚处于初级发展阶段，故在 个别领域仍存在较多缺陷和问题，如应用技术水平低、构造 选择不当等等，限制和影响了智能土木构造应用优势和价值 的充分发挥。为防止上述问题的发生，技术人员应加大对该 构造的研究力度，并对其适用条件、类型、构造内涵等开展 综合分析，结合建筑物规模、性质以及功能的不同，选择合 理的土木构造类型，以此提升应用效果。另外，智能土木构造的应用，还可提供节能技术，实现 了建筑物的环保生态功能，与此同时，也大幅度降低了能源 消耗。在开展节能技术研究的过程中，可提高风能、地热能 以及太阳能的应用效率，最大限度降低化石燃料的应用率,防止环境污染问题的发生，从而为城市环境的改善奉献应有 的力量。5结语随着科技的发展以及智能化技术的不断普及，给人们的 日常生活、生产带来了极大改变。智能化土木构造集合了各 种先进技术和材料，将其应用于现代建筑构造中，可大幅度 提升建筑物的安全性和安康检测能力，并可满足人们对于建 筑物的多元化需求。本文主要对智能土木构造及其分类开展 了分析，并阐述了其在现代建筑构造中的应用现状，最后提 出几点提升应用效果的有效措施，以期为绿色建筑的发展以 及环境友好型社会建设提供支持和保障。