智能土木结构在现代建筑结构中的应用研究

王冬

【摘 要】当前，人们对建筑功能的要求越来越多，对居住舒适度的要求也越来越高。由于传统建筑结构多为物理力学性能结构，人们对结构控制的难度比较大，结构一旦失效，可能出现多种多样的问题。而智能土木结构的出现，很大程度上改变了这一现状，在结构中应用信息采集、传输功能材料与元器件等，提升了建筑结构的整体性能。

【关键词】现代建筑结构；智能土木结构；应用研究

1智能土木结构概述

智能土木结构主要指将在土木结构中对智能技术和智能设备等进行合理应用，智能土木结构中包含驱动器、感应器以及传感器元件等，上述设备的使用使智能土木结构可以更好的适应外界环境的变化，并且能够根据实际情况进行自我控制及修复，减少结构出现损坏的情况，从而保证整体结构的完整性和稳定性。因为上述优势，智能化土木结构在各类建筑工程中均得到广泛应用。

2智能土木结构基本概念及研究现状

简单来讲智能土木结构是智能结构应用于土木结构的产物，现代社会的人们对于建筑的要求越来越高了，而其中最为重要的就是土木结构智能化。智能结构可以说是一种仿生结构体系，集合了驱动器、主结构、传感器和控制器，具有环境适应力、结构自监控和损伤自修复的特点，甚至智能结构能够在危险发生的状况下保护自身结构不受到伤害。建筑行业的飞速发展对建筑提出了智能化需求，土木工程师们会将仿生功能材料融入到基体材料中，使得传统建筑结构拥有智能化的工程，人们在习惯上将其称为智能土木结构。

智能土木结构出现了之后，进一步解决了结构评估的完整性、耐久性、强度和安全性等等的问题，更大程度上减少了建筑结构维修费用，增强了土木结构预测能力。比如说智能土木结构具有自内而外预报方式，主要的原理就是在传统土木结构的内部植入一些传感器，组成一个网络，进而对结构性能进行实时监测。智能土木结构在建筑结构中的应用前景还是十分良好的，到目前为止智能土木结构主要应用于了高层建筑、桥梁和大坝等工程。近几年来的民用建筑和结构都采用了大规模、高性能的分布式智能检测系统。这些智能检测系统都能够为智能大厦发展建立坚实基础，我国的智能大厦，到目前为止，我国智能大厦已经如同雨后春笋般不断涌现

3智能土木结构在现代建筑结构中的具体应用分析

3.1对传感器在现代建筑结构中的具体应用进行分析

传感器在智能土木结构中占据较大的比例，当前多数现代建筑工程项目均将传感器置入建筑结构中，传感器的应用使建筑物健康监测的目标得以实现，传感器可以对建筑物的稳定性、安全性等进行准确的检测，可以为维修人员维修过程提供可靠的数据支持，并且在建筑结构发生故障问题时可以起到防护作用，从而为现代建筑结构的稳定性和安全性提供更多保障。针对建筑时间较长且规模较大的建筑工程，常规传感器不能很好的实现上述要求，需要对高性能传感器进行应用，从而对建筑结构进行相应的检测，提高结构稳定性。

3.2对健康检测在现代建筑结构中的具体应用进行分析

健康检测主要指使用一些新式的技术和设备对建筑结构情况进行具体检查，通过智能土木结构检测过程可以对建筑结构是否出现破损以及破损程度进行准确判断，进而为后期维修过程提供便利条件。目前经常使用目测、声发射、超声波以及传感器元件等进行健康监测，检测人员可以根据实际情况对上述方法进行联合使用，从而更加准确的了解建筑结构是否存在损坏，其对检测准确性进行提升。例如在使用传感器元件进行检测时，其可以对建筑结构内部的裂纹有较好的感知作用，通过检测过程可以对内部结构损坏的具体情况进行了解，从而检修人员可以制定有效措施进行处理，减少因为建筑结构损坏出现安全故障的可能。

3.3对建筑节能具体应用进行分析

智能土木结构在对建筑物进行健康检测的同时可以对一些节能技术的使用提供更多有利条件，具体体现在对现代建筑结构进行设计或改造时，设计人员可以对一些新型节能材料进行使用，且借助智能土木结构监测的作用，可以根据外部环境变化的要求进行相应调整，从而对能源消耗量进行减少，实现节能的目标，智能结构的应用使现代化建筑工程更加符合绿色建筑的要求。

4智能土木结构在现代建筑中提升的策略

4.1提升智能传感技术

为了更好在现代建筑结构中应用智能土木结构，应提高智能传感技术，以实现传感元件的性能优化。这是势在必行的事情。从仿生学角度看，对于现代建筑物来说，传感器如同其本身的感受器官，提升建筑感受能力，则应注重智能传感技术的提高，从技术的系统性入手，增强智能传感器的感知、识别与处理能力，并在此基础上，增强智能传感器系统的可靠性与灵敏度。

在现代建筑工程中，应用智能传感元件，应保证不对建筑外形结构产生影响，同时也要保证建筑结构的相容性，将对建筑物的影响降到最低，增强建筑抗干扰能力。

4.2智能控制集成系统的发展

如果将建筑比作人体，则智能控制系统相当于人体的大脑神经中枢，属于最高级的部分，智能控制系统不仅决定着感觉系统与运动系统程序，而且还担负着整个脑神经的高级运转协调功能。在现代建筑智能土木结构中安装智能集成系统，可使得建筑对一些比如强降雨、风暴等迅速作出反应，减少损失与人员伤亡。所以，相关研究部门应重视智能控制集成系统的开发、研究与应用，以更好实现对整个环境的控制，保证建筑结构的安全性。

4.3加大对结构应用的研究

智能土木结构属于一种新的结构类型，在现代建筑结构中，智能土木结构虽然有着良好的应用效果，但是整体来看，该结构的应用仍处于初级阶段，结构应用中还存在着不少的问题和不足，比如结构选择不当、技术应用水平低等问题，阻碍了智能土木结构在现代建筑结构中应用的发展。为了提高智能土木结构的应用水平，应加大对结构应用的研究，准确把握智能土木结构内涵、类型及其适用条件，根据建筑功能、性质与规模的不同，合理选择智能土木结构的类型，提升结构应用的水平。另外，由于智能土木结构可为建筑提供节能技术，实现建筑的生态环保。所以为了降低建筑能耗，还应加大对节能技术应用的研究，提高太阳能、地热能与风能的利用率，降低化石燃料的使用率，降低建筑对周围环境的影响。

5结束语

我国的建筑产业持续增长，推动了整个建筑行业的智能化发展，我国的建筑智能化正处于一种快速发展的阶段，科学技术正在不断进步，社会的经济水平逐步提高，人们对于建筑的舒适性、安全性以及便利性都有了更高的期待，对于智能建筑提出了更多更高的要求，为智能建筑的发展提供了良好的契机，成为了土木工程的灵魂支撐。我国的建筑行业正在朝向智能化的道路发展，必须要以发展的眼光与时俱进。

参考文献：

[1]吕秀丽.浅谈智能土木结构[J].城市建设理论研究（电子版），2011（22）.

[2]焦朋，吴顺聚.土建技术中的建筑施工[J].城市建设理论研究（电子版），2013（18）.