土木工程結構的研發與建議范文
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1結構損傷及健康檢測
在現代建筑檢測中經常會用到目測法以及聲發射技術、X-射線技術、超聲波技術、等無損檢測技術，但是這些檢測技術只能局限于建筑的局部檢測，而且當建筑在投入使用后這些檢測環節往往被忽視，這就不能及時對建筑的整體性退化和結構損傷進行及時檢測。但是在智能化結構建筑中就可以通過自感知、自診斷的新型傳感元件完成這一系列的檢測，例如使用光導纖維技術和半導體材料設備對建筑實行即時檢測，這不但靈敏的檢測到損傷的發生，還可以對損傷程度進行有效的監控。常見的問題監測如下：
1）監控結構中裂縫破損問題的發生；
2）監控結構在應力作用下裂縫的發展情況；
3）對建筑裂縫的最大控制檢測，防止一旦裂縫超過控制值后出現的失穩現象，并迅速擴展造成建筑的災難性事故。加強結構的關鍵部位和危險結構的檢測是智能建筑結構的一大特色，它可以有效的探測結構中的細微損傷，減低結構的危險概率。
2智能材料的研發應用
智能材料主要分為兩類，一類屬于驅動制作材料，其材料由變體材料、形狀記憶材料、磁流變體材料組成。這些材料最大的特點是可以利用溫度和電、磁場的該來對自身的形狀、位置、頻率進行調節，并形成一定的自適應功能。另一類是制造傳感元件的材料，它的特性是對材料的內外結構的刺激強度和應變能力進行物理功能上的感知，所以這種材料我們又稱為感知材料。這些材料的代表性主要用光導纖維、亞高分子合金以及壓電陶瓷等。起重光導纖維在目前的應用上最為主要。這寫材料都可以根據溫度和電、磁場的變化進行性材料結構自身的形狀、位置、頻率的改變。并形成一定的機械特性。這就使其可以根據這一性能進行特殊材料的制造和驅動元件的合成。
3智能結構的關鍵性問題和研究建議
3.1提高智能傳感技術
傳感技術可以幫助結構進行在線即時性的檢測，這一功能可以通過傳感元件進行實現。很多傳感元件在使用理論上都有特殊性，下面就對這一智能性進行分析：
1）結構外形不手設計尺寸和厚度的影響；
2）主體材料可以與混凝土進行有效的互溶，以達到減少強度影響；
3）傳感材料的物理性質十分優越，在對信號、電磁干擾等方面表現不俗。我們在進行智能傳感設備的研究中要將電學和仿真學等及其他材料工程學科相互結合，以達到優化和升級傳感性能的目的。厚度薄，尺寸小，不影響結構外形。
3.2發展智能驅動技術
驅動技術是保證智能結構實現形狀和力學形變的主要環節，同時他也能合理的解決結構自身修復的關鍵。驅動元件是建筑結構在隨著環境變化時應用的主要元件，它可以有效的改變結構的固有頻率、阻尼、摩擦阻力、剛度。所以驅動技術在結構中的成為了與普通建筑區別的標志，也是自適應結構轉為適應形態的關鍵因素之一。驅動技術是將智能結構形成力學性并轉成為擁有自適應能力的主要研究方向。目前這一計算是形成自適應的關鍵。驅動元件的結構可以和自適應結構形成一個統一的功能性元件，這樣就能直接改變結構的剛度和阻尼、摩擦阻力及電磁場。同時自適應建筑結構時智能建筑和普通建筑之間最大的區別，它是智能建筑進行初級形態到高級形態轉變的關鍵。在進行其驅動系統研究時主要取向于以下幾點：
1）在與主體材料結合時需要有好的相容性，并且要有很高的結合強度；
2）材料的本身必須具備很強的機械性能，例如加大彈性模具量、提高抗沖擊性等；
3）加強頻率的響應寬，提高相應速度，在激勵后要將變形量和驅動力加大，要保證結構容易被控制。
3.3發展智能控制集成技術
結構控制系統相當于人類的大腦，對各部件的應用和運行起到主導作用，它能將很多元件進行集成化處理，并將控制系統連接到結構中，使結構各部件處于半閉合狀態。當建筑結構因地震等因素引起形變時，系統的可變性難度會大大加強，所以在控制技術發展的過程中，要有效解決結構穩定和形狀控制問題，以達到理想的運行想過。
3.4提高信息處理與傳輸技術
智能結構的主要部分為傳感元件和驅動元件、乙級控制元件，這些結構在組合及生成中必須經過一個完整的計算過程才能進行定為。這以過程需要對數據總線、聯接網絡進行定位，我們常用的方法有小波分析限元模型理論以及光時域反射計檢測技術等。在以后的研究中可以將感器的數據傳送和信息計算相互融合，并將傳感器的優化過程加如最新的研究范圍。
4結論
智能建筑結構是一種新的科學技術，它含蓋的范圍很廣，雖然目前看來研究費用和技術需求很大，但是在加強建筑自身安全性的問題上有著很大的潛力。目前在智能結構科學領域已經取得了一定的成果，這對現代建筑的設計和科技綜合性產生了巨大的影響。隨著智能材料技術的發展，建筑的智能結構的發展方向十分多變樣，所以我們要結合智能建筑的材料優點，進行相應的結構設計，并使成為智能化、結構化的系統工程。
作者：范金男單位：長春市熱力(集團)工程設計有限公司
