智能土木结构在现代建筑结构的应用

智能土木结构在现代建筑结构的应用

常俊娥吝晓珍

常俊娥吝晓珍

河南景旭建筑工程有限公司河南安阳456550

摘要：现阶段建筑工程项目数量急剧增加,人们对其质量提出较高要求,建筑结构对其质量有着重要影响,为此需要对建筑结构产生足够重视。为了更好提升现代建筑结构的合理性,需要对一些新技术等进行合理应用,其中智能土木结构被逐渐应用于现代建筑结构中,本文对智能土木结构进行概述,之后对其在现代建筑结构中的应用进行分析。

关键词：智能；土木结构；建筑结构

1智能土木结构的概述

在围绕土木工程结构展开设计工作时，所需要考虑到的内容极为丰富，同时对设计师也提出了较高的要求。设计时应提升结构的合理性，确保其具备优良的承压能力。同时应围绕结构展开相关计算，确定合适的传感器等各类元器件的型号，确保其能够满足建筑工程所提出的各类需求，在此基础上不断进行调试，全面提升建筑结构的刚度、强度等指标，使得建筑物能够具备优良的自我修复水平，提升建筑物的智能化水平。因此，要想使得土木结构具有智能化的特性，就要求结构自身应具备高度可行的自我调节能力，而这也是当前智能化土木的基本体现形式，其又重点集中在控制、管理、通信以及维护这四大方面，从而为用户创设一个足够舒适且安全的生活环境。

2现代建筑结构中智能土木结构的应用现状

2.1智能传感元件的应用

在当前的土木工程建设中，往往会使用到一定量的传感元件，由此完成对结构健康状况的实时监测，以所得到的结果为基础对建筑物的性能做以科学的评定，以便展开相关的维护处理。对于多数大型工程建筑而言，在结构搭建环节所需的时间普遍更长，加之部分设备出现了老化现象，在此背景下如果依然采取添加的传感器的方式，所带来的效果往往会偏离实际情况。对此，必须注重传感器的性能，引入高技术产品，提升其适应性。土木结构中可使用的传感器类型极为丰富，具体如下所示：可以在混凝土材料中置入光纤，由此发挥出传感元件的效果，能够实现对建筑结构的检测，具体涉及到振动、变形、裂缝等多个方面，一旦出现相关问题后可以自动发出警报。当前，部分工程还在其中加入了驱动元件，从而实现与信息处理系统的高效融合，由此打造出富有智能化特性的混凝土结构。这一技术已经被广泛应用于土木结构工程中，同时光纤材料也愈发受到了相关工程人员的青睐。在取得良好反响的背景下，该材料还被延伸至大坝工程中，从而完成稳定性的监测，为大坝的整体运行创设了更为良好的环境。此处以某市钢铁房机建造工程为例展开分析，其所在施工区域为深厚的软土地基，含有大量的淤泥质土，整体所表现出的力学性能较差，对结构的稳定性基础了更高的要求。在施工过程中，所得到的基坑挖深为11m。在本工程中，则使用到了分布式光纤传感器，在其作用下实现对日型钢的优化，能够实时的获悉到日型钢的具体位置以及实际运行状态，工程人员借助于此类数据可以更为全面的掌握结构实际情况，一旦出现问题后也可以做出针对性的处理。

2.2现代建筑节能技术

伴随着智能土木结构的深度应用，其在很大程度上提升了建筑物稳定性，同时也可以为之提供更具可行性的节能技术支持。当前的建筑均注重节能化的效果，对此工程人员也使用到了大量的节能材料，受惠于智能土木结构，可以达到自我监测的效果，即便外界环境发生了变化，其依然可以做出灵活的反应，此时建筑的能耗数值得到了明显的控制。引入智能土木结构后，可以为节能建筑事业的发展注入更多的活力，从而打造出一个可持续发展的良好模式。

2.3工程健康监测

借助于智能土木结构，可以完成对建筑工程的深度检测工作。对于土木工程而言，可采取的监测方式类型较为丰富，除了最为简单的目测外，诸如x射线、超声波等均是可行的方式，而这也可以帮助建筑结构摆脱诸多问题。这种动态监测的方式，所带来的检测准确性也大幅提升。当建筑物某一部分出现损伤现象后，与之相关的内部结构也将进一步引发破裂现象，加之外力等因素的影响，会进一步加剧损伤程度，一旦出现这些情况后，传感器均会感知到相关变化并随即做出警报行为。此时工程人员可以在第一时间获悉到实际情况，在此基础上采取针对性措施，由此避免更大工程事故的发生，同时也是对人员安全的一种保障。有关研究表明，形状记忆合金是一种具有高度相变回复力的材料，其对应的最高值可以达到400MPa之高。基于此点，为更好的增加土木工程的抗震能力，可以研发出被动能耗系统，该系统有变形的功能。另外，借助记忆合金的特性，研制出一款专门的被动耗能器。在实际应用过程中，通常需要将其安装在结构的层间位置。一旦结构出现变形现象后，传感器能够以更敏锐的方式感知到。相关调查表明，如果将记忆合金耗能器设置在建筑结构之中，此时当出现地震现象后，将会有60%的能量被良好的吸收，因此能够在很大程度上避免结构出现位移等不良现象。从应用前景来看，其也被广泛应用于建筑物的防震工作中，实际结果表明，所带来的效果也较为良好。

2.4抗震设计

形状记忆合金被动耗能器因其自身具有相变伪弹性的特点，能够吸收60%的地震能量，相变回复能力达400MPa，得到广泛应用，但为了提高监测的结果，大部分的形状记忆合金被动耗能器往往安装于建筑结构的层间和底部，方便耗能器准确的监测到建筑结构的层间变形情况。例如在建筑抗震结构体系中应用一种有形状记忆合金与叠层橡胶支座共同组成的智能抗震耗能体系，安装到建筑结构底层与基础顶面之间，在结构底层上使用拉索固定，另一端的拉索固定中基础顶层上，并在每一根拉索上安装温度控制器，同时在拉索中安装常温马氏体状态与马氏体逆向完成温度的SMA合金丝，这样建筑结构体系一旦受到震动，可有足够的初始刚度来抵御侧向变向，让建筑结构处在弹性工作状态，而在强震的情况下，SMA拉索能够保持一个滞回耗能状态，借助拉索的超弹性变形耗散地震动能量，减小对建筑上部结构的地震反应，确保建筑结构整体的安全性，如果智能抗震耗能体系在振动结束后出现因摩擦力形成的残余变形，可利用常温马氏体状态的温度控制器来增加拉索的温度，借助形状记忆效应让结构复位。此外，一旦SMA拉索的工作温度改变，隔震层的水平刚度也会发生变化，让建筑结构适应不同的地震波，并避开共振，从而达到隔震智能性的目的。

3提高智能土木结构在现代化建筑结构中应用效果的对策

3.1对智能传感技术进行提高

总体来说，在当前的建筑结构之中，智能传感元件已经是其中极为重要的一部分内容，它对于结构整体稳定性而言发挥出不容忽视的作用。在当前的时代背景下，对于建筑结构的稳定性提出了更高的要求，在此背景下应对智能传感技术进行深化处理。1)对技术人员而言，应当充分明确该技术的发展前景，做好相关的分析工作，以此为基础对传感器进行优化，提升其运行稳定性，确保所得到的检测结果满足精度的要求；2)充分考虑到传感器与材料之间的相容性问题，尽可能降低对结构外形所带来的影响；3)在当前的建筑结构中，传感器的使用具有可行性，但不可避免会受到其他信号的干扰，因此要想确保传感器能够稳定的运行，就必须提升其抗干扰水平。

3.2大力发展节能新技术

投入更多的精力，做好与节能技术有关的创新工作，持续深化技术人员的创新意识，从而为绿色建筑的发展注入更多的活力。具体做如下分析。1）需要满足定位精确性的基本原则，不可对建筑结构的正常使用造成影响，在此基础上尽可能减少能源的消耗。2）充分考虑建筑结构的实际情况，所使用的技术应与之具有高度的相适性。3）充分考虑到外界环境所带来的影响，伴随着外界环境的改变，与之相关的技术也需要做出针对性优化，即必须满足相适性的要求。除上述内容外，基于智能土木结构的深度应用，还可以发挥出生态环保的功能，此时建筑物所需的能耗得到了良好的控制。在展开与技能技术有关的研究时，应当充分考虑到太阳能等自然资源的利用效率，这些均是极为宝贵的资源，施工过程中具有高度的环保效益，可以减少化石燃料的使用量，从根本上避免环保污染问题，为绿色城市的发展注入更多的活力。

结语

综上所述，基于智能土木结构的深度应用，可以显著增强现代建筑结构的稳定性。本文则围绕智能传感技术等方面展开探讨，提出一些可行的策略，以此为相关技术人员提供一些可行的参考，进一步增强智能土木结构的应用水平，推动建筑工程朝着稳定、节能环保的方向发展。

参考文献

[1]王彬彬.试析现代建筑结构中智能土木结构的应用[J].工程技术全文版,2016(11):246-248.

[2]吴海华.现代建筑结构中智能土木结构的应用[J].硅谷2015(4):139-139.