摘要：現(xiàn)代結(jié)構(gòu)其實(shí)就是對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的一個(gè)體現(xiàn)和升華。而在土木結(jié)構(gòu)里，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就被人們稱作是現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)。本文主要就是對(duì)土建技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行比較深入的探究以及分析，是有一定的參考價(jià)值的。

　　關(guān)鍵詞：建筑工程,探析,土建技術(shù)

　　一、現(xiàn)代土木的結(jié)構(gòu)的概念

　　現(xiàn)代的材料技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，促進(jìn)了人類社會(huì)能夠更快的進(jìn)入到了信息時(shí)代，因?yàn)樾畔⒉牧显谒�的生產(chǎn)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造的一體化。而且現(xiàn)在各種各樣的擁有采集信息以及傳輸信息功能的一些元器件和材料已經(jīng)逐漸的被土木工程師所關(guān)注了。目前人們已經(jīng)開始嘗試的把驅(qū)動(dòng)材料和傳感器融入到結(jié)構(gòu)中了，與此同時(shí)，還把各種信號(hào)放大器、控制電路、功率放大器以及邏輯電路和現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)集成到結(jié)構(gòu)這個(gè)大系統(tǒng)里。然后再經(jīng)過熱、化學(xué)、力、光以及電磁這些的控制與激勵(lì)，讓結(jié)構(gòu)能夠擁有一定的抗壓能力，而且還有自我控制、自感知、自推理以及自分析計(jì)算這些能力。說具體點(diǎn)的話，就是結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行參數(shù)(如溫度、化學(xué)反應(yīng)、應(yīng)變、聲音、損傷、壓力)的檢測(cè)與檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，而且有一定的實(shí)時(shí)計(jì)算處理數(shù)據(jù)的能力，其中主要包括了人工智能的診斷推理及其對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度、應(yīng)力分布、形狀位置和強(qiáng)度等能力的初步改變。簡(jiǎn)而言之，就是結(jié)構(gòu)能夠具有自我診斷、自我學(xué)習(xí)、自我適應(yīng)以及自我修復(fù)的一些能力。

　　二、土建技術(shù)在建筑工程中常見的一些問題

　　在土建工程里，導(dǎo)致質(zhì)量問題的復(fù)雜因素是施工項(xiàng)目的那個(gè)質(zhì)量問題的主要表現(xiàn)，因此也就增加了一些比較復(fù)雜的因素，即質(zhì)量問題的危害和性質(zhì)的分析及其判斷與處理。比如結(jié)構(gòu)方案的錯(cuò)誤，盲目的套用圖紙，計(jì)算的簡(jiǎn)單圖跟實(shí)際的受力情況不相符合;內(nèi)力的分析不正確，荷載的取值太小，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度以及穩(wěn)定性比較差;在施工的過程中不按照?qǐng)D紙施工，而且還偷工減料，施工的質(zhì)量非常低劣;還有就是建筑材料的不合格以及用其他的替代材料等這些原因所造成的。由此而言，就算是性質(zhì)相同的質(zhì)量問題，有的時(shí)候原因還是截然不同的。因此，在進(jìn)行質(zhì)量問題處理的過程中，有必要進(jìn)行深入的調(diào)查和研究，做到具體問題能夠具體分析。例如建筑物的沉降的不同尋常，地基所能承受的承載力和持力層不相符合;或者也可以說是不均勻的地基沒有處理好，那么不均勻的沉降就會(huì)產(chǎn)生了。如果土建工程的施工項(xiàng)目出現(xiàn)質(zhì)量問題的話，也許會(huì)影響工程的施工進(jìn)度，延長(zhǎng)了工期，同時(shí)又給工程增加了費(fèi)用;也許會(huì)給工程留下比較嚴(yán)重的隱患。有可能同一類型的質(zhì)量問題會(huì)反復(fù)的再次發(fā)生。

　　三、現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的技術(shù)分析

　　(一)結(jié)構(gòu)的智能化

　　傳統(tǒng)意義上的土木結(jié)構(gòu)僅僅是一種比較被動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但是經(jīng)過了設(shè)計(jì)和改造后，在很大的程度上，它的性能和使用狀態(tài)都存在著不可控制性以及不可預(yù)知性，因此，這樣就讓結(jié)構(gòu)的使用及其維護(hù)帶來了諸多的不方便。為了能夠解決這個(gè)問題，就出現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)，這樣就能夠讓工作人員對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部物理與力學(xué)場(chǎng)的演變的相關(guān)情況進(jìn)一步的了解，其實(shí)這就是結(jié)構(gòu)的智能化的第一層次。同時(shí)在基于在線監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)上，進(jìn)一步對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理機(jī)制的增加，從而讓結(jié)構(gòu)有自我診斷、自我推理和自我感知的能力，這樣就實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的智能化的第二層次。

　　(二)現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的類型

　　根據(jù)材料的區(qū)分，一般是分為兩種類型：嵌入式的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)和基體、智能材料耦合的結(jié)構(gòu)。

　　(1)嵌入式的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)

　　在一些基本材料，例如鋼筋混凝土以及鋼結(jié)構(gòu)中嵌入一些材料及其儀器，這些材料一般都是具有控制處理、傳感和動(dòng)作的功能的，而且集成了那種關(guān)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的軟件及其硬件的技術(shù)。用傳感元件對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部信息進(jìn)行采集與檢測(cè)，然后再用計(jì)算機(jī)加工處理這些信息，處理完后再把結(jié)果傳給控制處理器，再由控制處理器指揮以及激勵(lì)驅(qū)動(dòng)這些元件對(duì)相應(yīng)的動(dòng)作進(jìn)行執(zhí)行。

　　屬于嵌入式的這種現(xiàn)代智能結(jié)構(gòu)只要改進(jìn)一下傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)就行了，不要再研究結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能了，很容易就能夠做到兩種結(jié)構(gòu)之間的平穩(wěn)過渡，從而變成研究的焦點(diǎn)。

　　(2)基體、智能材料耦合的結(jié)構(gòu)

　　有些結(jié)構(gòu)材料，其實(shí)自己本身就有智能這種功能的，它們可以跟著自身的物理狀態(tài)以及力學(xué)的改變，然后再改變自己的其它的一些性能。

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)智能化的不同目的，又能分成以下幾類：進(jìn)行裂縫自我診斷與自我愈合的智能混凝土的結(jié)構(gòu);進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的自我診斷的智能混凝土的結(jié)構(gòu);有感知以及自我調(diào)節(jié)的智能減震結(jié)構(gòu)等等。

　　(三)現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的主要研究?jī)?nèi)容

　　(1)智能化的設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)代的土木結(jié)構(gòu)的中，對(duì)傳統(tǒng)意義上的結(jié)構(gòu)智能化的概念的設(shè)計(jì)研究是首要研究的一個(gè)內(nèi)容。而且要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、目前工藝的技術(shù)水平、結(jié)構(gòu)類型重要性的不同以及經(jīng)濟(jì)資金的情況等各個(gè)方面的因素，然后再確定比較合理的智能化的目標(biāo)，在具有實(shí)用性和先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)節(jié)省的技術(shù)的前提下，運(yùn)用功能層次比較合理的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)。往往在把智能化的目標(biāo)確定好了之后，就開始要做準(zhǔn)備工作了，即結(jié)構(gòu)在使用過程中進(jìn)行預(yù)測(cè)也許會(huì)發(fā)生的一些行為，預(yù)估在力學(xué)物理環(huán)境下出現(xiàn)的一些反應(yīng)，從而能夠確定智能化監(jiān)控的地方，對(duì)整體的監(jiān)控方案進(jìn)行確定。

　　(2)實(shí)現(xiàn)智能控制的元件是傳感元件

　　傳感元件也是一個(gè)比較重要的研究?jī)?nèi)容。對(duì)現(xiàn)代的土木結(jié)構(gòu)起到 一個(gè)基礎(chǔ)性的功能，主要是把傳感元件放入到傳統(tǒng)建筑的材料里，然后來采集信息，分析信息，這樣可以實(shí)現(xiàn)自我診斷以及自我驅(qū)動(dòng)的一些智能控制的功能。所以，對(duì)傳感元件的要求就有些特殊了，即尺寸要足夠的細(xì)微，不能影響結(jié)構(gòu)的外形;耐久性比較好，擁有可靠穩(wěn)定的性能;能夠和基體結(jié)構(gòu)有良好的耦合性，很小的影響原來結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度;信號(hào)頻率的響應(yīng)范圍較寬;有寬廣的傳感覆蓋面積;抗干擾的能力比較強(qiáng);在結(jié)構(gòu)上跟其他的電氣設(shè)備相兼容;能夠在相同的濕度和溫度的情況下正常工作。通常能有這些特點(diǎn)的元件有碳纖維、光導(dǎo)纖維、電阻應(yīng)變絲、銹蝕傳感器、壓電陶瓷以及疲勞壽命絲等。

　　(3)對(duì)作動(dòng)材料進(jìn)行分析

　　結(jié)構(gòu)的智能控制的實(shí)現(xiàn)是現(xiàn)代的土木結(jié)構(gòu)的一個(gè)最終的目標(biāo)，而控制的實(shí)現(xiàn)要靠作動(dòng)材料的。用一些在物理上出現(xiàn)耦合現(xiàn)象的材料，特別是光、熱、以及電等非機(jī)械量及其機(jī)械量的一些材料作為作動(dòng)材料。一般結(jié)構(gòu)的特性(應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、形狀、頻率、剛度、阻尼、位置等)改變主要是根據(jù)非機(jī)械量的變化所獲取的，這樣作動(dòng)的目的就能夠?qū)崿F(xiàn)了。但是也有一些要求的，即能夠和基體結(jié)構(gòu)有良好的耦合性，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度;疲勞強(qiáng)度以及靜強(qiáng)度較高;簡(jiǎn)單安全的驅(qū)動(dòng)方法，激勵(lì)的能力非常小;頻率的響應(yīng)范圍比較廣以及響應(yīng)的速度比較快，而且是可以控制的;激勵(lì)后的控制是足夠高效與穩(wěn)定的。通常能有這些特點(diǎn)的材料有聚合膠體、記憶型合金、記憶聚合物以及壓電材料等。目前一些相關(guān)的作動(dòng)元件的研究正在一些領(lǐng)域展開，如董聰?shù)热嗽u(píng)述了幾種常用作動(dòng)/傳感材料的性能。

　　四、結(jié)束語

　　現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)不僅僅是對(duì)土木界有著重大的發(fā)展意義，而且對(duì)高科技的領(lǐng)域也是有著非常重要的意義的。因?yàn)樗�的研究和開發(fā)以及實(shí)現(xiàn)都將會(huì)進(jìn)一步的提高高科技領(lǐng)域，同時(shí)也是土木工程界的非常寶貴的知識(shí)經(jīng)濟(jì)。

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