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簡單來講智能土木結構是智能結構應用于土木結構的產物,現代社會的人們對于建筑的要求越來越高了,而其中最為重要的就是土木結構智能化。智能結構可以說是一種仿生結構體系,集合了驅動器、主結構、傳感器和控制器,具有環境適應力、結構自監控和損傷自修復的特點,甚至智能結構能夠在危險發生的狀況下保護自身結構不受到傷害。建筑行業的飛速發展對建筑提出了智能化需求,土木工程師們會將仿生功能材料融入到基體材料中,使得傳統建筑結構擁有智能化的工程,人們在習慣上將其稱為智能土木結構。智能土木結構出現了之后,進一步解決了結構評估的完整性、耐久性、強度和安全性等等的問題,更大程度上減少了建筑結構維修費用,增強了土木結構預測能力。比如說智能土木結構具有自內而外預報方式,主要的原理就是在傳統土木結構的內部植入一些傳感器,組成一個網絡,進而對結構性能進行實時監測。智能土木結構在建筑結構中的應用前景還是十分良好的,到目前為止智能土木結構主要應用于了高層建筑、橋梁和大壩等工程。近幾年來的民用建筑和結構都采用了大規模、高性能的分布式智能檢測系統。這些智能檢測系統都能夠為智能大廈發展建立堅實基礎,我國的智能大廈,到目前為止,我國智能大廈已經如同雨后春筍般不斷涌現。
2現代建筑結構中智能土木結構的應用
2.1智能傳感元件在現代建筑結構中的應用
土木工程中通常會在建筑結構中粘貼或者是埋入一些傳感元件來對建筑物進行健康檢測,在確保檢測結果正確性的同時,還要對建筑物的穩固性和安全性進行更為確切檢測和評價,獲取最為精準的數據,從而對建筑物的命運做出判決,進行維修或者是直接報廢。對于一些比較重大的土木工程建筑來說,由于其結構的修建時間比較長,設備相對來說都比較陳舊,傳統傳感器并不能夠適應這種內部環境,這個時候選擇高性能的傳感器檢測結構健康是十分有效的。利用智能材料、光纖等制作成傳感器并且應用于土木工程的發展歷程當中已經具有了劃時代的意義,使得土木工程的發展史開辟出了全新的篇章。
2.2建筑工程健康監測的具體實施過程
智能土木結構在建筑工程的結構損傷和健康檢測方面都起到了十分重要的作用。在土木工程當中,建筑物的檢測通常會采用目測的方法,除此之外還會利用到聲發射、超聲波以及X射線等無損性的檢測,利用這種方法能夠有效杜絕很多弊端,在建筑物的內部結構中出現了破損情況,或者是建筑物的實時動態都能夠得到準確檢測,在滿足了人們對建筑整體了解的需求之上還能夠保證檢測效率和檢測準確率。比如說當建筑物發生了損傷,內部就會出現裂紋,這些裂紋在外部力量的作用下會加大損傷的力度,并且會以聲速擴散,而這些都會被特殊材料制成的傳感元件所感知到,讓相關的工作人員能夠更加及時準確地掌握整個建筑物的內部情況,對建筑物進行更為及時的整體規劃,采取一些措施來避免建筑物事故的發生。
2.3現代建筑節能支持
智能土木結構不僅僅為普通建筑提供了安全檢測的功能,還能夠為智能建筑提供節能技術,并且已經在實際中得到了逐步的推廣使用,建筑師們也在此基礎上提出了節能建筑的概念。所謂節能建筑其實就是在設計和建造的過程中,均盡量采用節能型的材料和器具,利用智能土木結構使得建筑本身具備監測控制能力,隨著外部環境的變化而適當地做出調整,把建筑的自身能耗降低到最低的水準。智能土木結構為現代建筑節能提供的技術支持能夠更好地實現綠色建筑,更加有利于環境友好和可持續發展。
3智能土木結構提升策略
3.1提高智能傳感的技術
傳感元件的應用是絕對離不開傳感技術,所以提高智能傳感技術已經是勢在必行的了。從仿生學的角度來看,傳感器就像是建筑物自身的感受器官,要想提高智能傳感技術就必須要從傳感技術的系統性入手,提高傳感器的處理、感知、識別的能力,并且在這個基礎上要提高傳感器系統的靈敏度和可靠性,實現整體傳感技術智能化。在建筑工程當中,傳感元件要保證不影響建筑外形結構,要同建筑材料形成較好的相容性,把對建筑物的影響盡可能地降低到最低的水平,提高建筑物當中信號的抗干擾能力。
3.2發展智能控制集成
智能控制系統是一個相當于人類大腦神經中樞的最高級部分,這不僅僅取決于運動系統和感覺系統的運行程序,還擔負著整個腦神經的高級功能運轉。在土木工程的內部安裝集控系統中,能夠對一些強降雨和風暴做出迅速的應急,盡可能地降低損失,因此,相關建筑人員應該重視對于智能控制集成的開發和利用。例如說,在一些強臺風的天氣,各地方都會重視安全預警,而智能建筑中發展集成控制就能夠更加及時地對整個環境進行控制,確保整個建筑的安全。
4結束語
鋼構件在施工現場首先要注意就是有足夠的支撐面的木枕墊底。而關于鋼構件的運輸工作也需要重視。關于鋼結構的施工需要注意的就是在完成構件的吊裝前要確保構件表面干燥清潔,同時具體的型號、位置沒有錯誤。
2.土木工程建筑創新施工技術
2.1深基坑支護施工技術
深基坑支護施工技術的出現主要是因為城市當中各種大型以及超高層建筑的涌現,其中深基礎施工是保證大型和高層建筑施工質量的關鍵。深基坑工程主要包括了巖土工程勘察與工程調查、支護結構設計、基坑開挖與支護施工、地層位移預測與周邊工程保護、施工先創量測與監控5個方面。目前,針對不同的施工要求深基坑支護方法也越來越多,包括混凝土灌注樁、人工挖孔樁、預制樁、深層攪拌樁、鋼板樁等。所以在具體的土木工程當中,科學設計預計處理深基坑支護結構,并且采用安全合理的支護技術措施保證深基坑施工十分重要。土木工程深基坑支護結構的作用就是在基坑挖土期間能夠達到擋土、擋水的作用,保證基坑開挖與基礎施工順利進行,同時不會對周邊建筑物、道路等產生影響。部分支護結構可以重復利用,而部分支護結構會埋在地下,因此支護結構既要保證施工安全,又需要經濟合理。幾種常用的深基坑支護技術:鋼板樁支護、深層攪拌水泥樁支護、地下連續墻、土釘墻、土層錨桿支護、錨噴網支護等。在具體的應用當中,鋼板樁由于施工工藝較為簡單應用較廣。
2.2新型預應力技術
關于新型預應力技術,需要著重描述的應該是體外預應力[3]。與體內預應力結構相比,體外預應力的施工要求更低。考慮到體外預應力的特殊性,即體外材料不能夠與預應力結構發生共振,一定要保持其單獨振動。這是因為當體外預應力發生共振時,很容易導致預應力筋的彎折疲勞。在預應力技術當中,設置預應力結構十分重要,并且要根據不同的工程特點設計出不同的施工工藝流程。在具體的結構設計當中,要充分了解土木工程的特點以及荷載性能,制定出一個合理的預應力施工方案。
2.3鉆孔灌注樁基礎施工技術
灌注樁施工比較簡單,可以采用機械鉆孔或者是人工挖孔的方式,不需要使用大型機械,并且不會產生較大的噪音、振動以及擠壓周圍土體帶來的危害,其經濟成本也低于地下連續墻低。一般情況下,當基坑深度達到8-14m時,可以采用排樁。柱列式灌注樁的工作比較可靠,但是需要注意的是帽梁整理拉結作用,特別是在基坑邊角處,帽梁應高連續交圈。當要求灌注樁需要起到抗水防滲作用時,應該保證樁間與樁背的深層防水攪拌樁或者是旋噴樁的作用。如果施工周邊環境保護要求較為嚴格時,為了有效降低排樁的變形,應該在軟土地區對基坑底部沿灌注樁周邊或者是部分區域用水泥攪拌樁等進行加固,有效保證被動區的抗力。隨著鉆孔灌注樁逐漸在土木工程中的使用廣泛,在加強技術的同時應該對使用到的機械設備、施工材料等作出更加細致明確的規范,保證鉆孔灌注樁基礎施工技術更加完善。
3.土木工程建筑施工技術未來發展
3.1產業化
將土木工程變成產業化,是未來建筑行業發展的趨勢之一[5]。借助產業化的發展模式其中大大減少了人工作業與人工強度,實現更加高質量的流水線作用。這種產業化模式需要相應技術的支持,將建筑施工變成一體化作業,形成一種標準化的施工技術代替原有的人工施工。借助產業化,使用更加先進的施工設備與技術,在提高建筑施工效率與質量的基礎上降低人工施工危險指數,更有利于實現科學管理。
3.2生態化
低碳理念與低碳經濟的不斷滲透,土木工程施工本身就與環境存在一定的矛盾性,解決這種矛盾實現土木工程施工與環境的和諧發展這就成為了建筑施工的未來發展方向之一。充分站在環境保護的角度,在最大限度之內減少對環境的破壞、對環境的污染。因此,就需要從方方面面做起。首先是從建筑材料,加大研發力度向節約型、環保型建筑材料方向發展,同時從施工機械設備方面進行優化,提供施工效率盡量減少能源的消耗。同時從廢物利用的角度考慮盡量少產生工業廢料,在此基礎上加強對工業廢料的再利用,有效節約資源。同時建筑技術方面肯定也會再次得到一定的創新,更好的作用于具體的土木工程建設當中。
4.結語
環保管理是一種可持續發展理念,對于土木工程而言,實行環保管理就是要在土木工程建設之中協調好工程建設與環境的關系,減少環境的破壞,然而從當前實際情況來看,還存在著諸多問題。
(一)環保管理理念缺失。在當前土木工程的建設和管理之中,一些管理人員并沒有認識到環保管理與整個工程的效益,沒有認識到環保管理在工程建設之中的重要性。表現在具體管理中就是一些高資源消耗的生產方式依然存在,在生產過程中對不注意對環境的保護,對施工造成的污染不加以管理和控制。這種管理方式使得工程施工企業的社會形象大打折扣,不利于企業的長遠發展。
(二)機械設備落后。土木工程的建設施工必須依靠大量的機械設備,這些設備的使用直接關系到工程項目的進度和質量。從土木工程當前的施工情況來看,在一些施工項目中,許多機械設備過于陳舊,環保標準達不到國家的要求,產生的噪聲污染較為嚴重,不利于環境保護工作的展開。
(三)技術制約。土木工程建筑相關環保材料在生產技術上遠遠落后于外國先進國家。另外,我國土木工程的環保僅在表現材料方面,而環保理念的運用上存在著很大的不足,一些環保建設方式由于技術的原因根本無法實現。
二、土木工程環保管理措施分析
土木工程環保管理是一項綜合措施,必須從多方面加以管理和控制,實現工程建設與環境協調,為此,筆者認為加強土木工程環保管理主要可以從以下幾點著手:
(一)完善環保管理模式。目前,環保管理模式的最大問題就是監督力度不夠,這使得環保管理無法實現,因而在執行環保管理措施過程中,必須嚴格按照相關標準執行,制定相關環保懲罰條例和建立環保監督機構,建筑方應與環保行政部門相配合,對施工過程中的行為進行監督。并對施工方環境污染收取一定抗污染費用,對于不利于環保的措施和操作程序及時提出意見建議。
(二)制定詳細有效的環保措施。首先,在施工之前對施工所需要的機械設備、材料等進行分析,淘汰落后的機械設備;其次,按照相關技術環保標準,制定施工規劃,對施工過程中可能導致的環境破壞進行分析,并提出解決措施;最后,處理好噪聲污染、空氣污染、水污染等,特別是加強對施工中的生活污水處理,嚴禁任其排入河道水流中,淤泥表土應運到指定地點堆棄,避免淤塞河道。
(三)落實環保技術。首先,應當明確施工過程中所需的環保技術,淘汰落后的環保標準,對相應的技術進行改善;其次,積極引進先進的技術設備,對當前的技術加以改良;最后,使用環保材料,減少資源消耗。
三、結束語