王金霞

摘 要：建筑工程的發(fā)展受到社會信息化時(shí)代發(fā)展的影響，在相關(guān)的建筑理念與技術(shù)設(shè)施上有更加全面架構(gòu)的前提，針對相應(yīng)的施工技術(shù)與質(zhì)量有促進(jìn)作用的同時(shí)，更針對建筑本身的功能性有了較大的進(jìn)步，特別是關(guān)于結(jié)構(gòu)方面的架設(shè)，從材料與設(shè)計(jì)體系的統(tǒng)一性與協(xié)調(diào)性而言，針對使用過程中居住安全的保障更加全面，甚至將智能化的概念也應(yīng)用到了其中。本文將根據(jù)建筑工程中土建技術(shù)的使用和發(fā)展進(jìn)行分析，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究方向統(tǒng)籌，確保信息化科學(xué)與建筑工程具備繼續(xù)發(fā)展的條件。關(guān)鍵詞：建筑工程；土建技術(shù)；分析智能化不僅僅是信息時(shí)代計(jì)算機(jī)的專有名詞，在當(dāng)今建筑工程先進(jìn)的土建技術(shù)中也具備相應(yīng)的智能化定義，一方面不但加強(qiáng)了整體施工質(zhì)量的有效提升，更在建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展等多方面領(lǐng)域提供了有效的立足前提，為信息化與土木工程建設(shè)的融合鋪設(shè)了扎實(shí)的基礎(chǔ)，甚至在未來極可能改變傳統(tǒng)的使用習(xí)慣，徹底改變建筑功能空間使用上的定義。1 土建工程的改變隨著社會經(jīng)濟(jì)時(shí)代的飛速發(fā)展，我國建筑行業(yè)作為城市建設(shè)的基礎(chǔ)，其自身也具備材料與相關(guān)施工設(shè)備的改善，從傳統(tǒng)的土木建筑到現(xiàn)如今的超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑；從傳統(tǒng)的空間功能分析到如今智能化建筑功能體系；從傳統(tǒng)街道建筑環(huán)境演變成如今的生態(tài)建筑延伸，都是這個(gè)信息化時(shí)代進(jìn)步的產(chǎn)物，更是未來建筑工程項(xiàng)目發(fā)展的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的改善，現(xiàn)如今居民對于居住環(huán)境的要求也越來越全面，針對建筑材料的節(jié)能保暖性、建筑空間環(huán)境的可控制性、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)荷載傳導(dǎo)的有效性都是當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的重點(diǎn)，也是住房空間使用的關(guān)聯(lián)依據(jù)，一方面針對土木工程師有了更加完善與細(xì)化的要求，以相應(yīng)優(yōu)秀的技術(shù)滿足了建筑未來發(fā)展；另一方面又鞏固了現(xiàn)有建筑工程在城市發(fā)展中的社會地位，為建筑的安全性與功能性提供了有效的保障。2 土建技術(shù)分析2.1 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的智能化不同于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)搭建的不確定性，現(xiàn)如今社會對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求具備優(yōu)秀的荷載傳遞能力、建筑整體性、沉降均衡、結(jié)構(gòu)體系的自修復(fù)和自診斷功能，為確保能夠帶來有效的施工質(zhì)量保障和居住安全性提供全方位的監(jiān)控前提。其次，在整體建筑結(jié)構(gòu)框架的構(gòu)建基礎(chǔ)之上，還發(fā)展了在線監(jiān)測結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，一方面賦予了建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部協(xié)調(diào)的能力，更通過相應(yīng)先進(jìn)的材料和應(yīng)力結(jié)構(gòu)分析出相應(yīng)材料的損耗，以材料自身特性進(jìn)行一定量的自診斷與修復(fù)功能，全面實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的智能化基礎(chǔ)。2.2 現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)分類2.2.1 嵌入式現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，嵌入具備傳感和動作控制處理功能的材料以設(shè)備，并采取一定先進(jìn)手段將獲取的信息資料進(jìn)行匯集，對相應(yīng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，針對相應(yīng)部位的控制器進(jìn)行指揮并驅(qū)動元件進(jìn)行動作執(zhí)行的過程，便是嵌入式現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的工作原理。其中具備無需進(jìn)行結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)力學(xué)的性能計(jì)算優(yōu)勢，輕易通過整體數(shù)據(jù)平衡結(jié)構(gòu)與設(shè)備的過度，已完成建筑空間使用的全面優(yōu)化。2.2.2 基體、智能材料結(jié)構(gòu)采取相關(guān)建筑材料本身具備的智能性，通過相應(yīng)力學(xué)與物理狀態(tài)的特點(diǎn)開展性能系統(tǒng)的影響，以獲取有效的結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力數(shù)據(jù)，再根據(jù)相關(guān)材料自我損傷恢復(fù)的特性完善建筑功能的使用。根據(jù)其相關(guān)智能化目的差異，可細(xì)分為以下幾種：a.出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體裂縫或其他損傷的情況，以自診斷與修復(fù)為主的智能混凝土結(jié)構(gòu)。b.改變結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，防止出現(xiàn)安全隱患的智能混凝土結(jié)構(gòu)。c.具備診斷變形和傷損兩方面狀態(tài)的智能混凝土結(jié)構(gòu)。d.具備預(yù)報(bào)材料壽命極限，預(yù)防材料自身極限損壞的結(jié)構(gòu)體系。e.針對鋼筋受損與腐蝕狀況有效檢查與修復(fù)能力的土木結(jié)構(gòu)體系。3 建筑工程中土建技術(shù)的研究發(fā)展3.1 智能化設(shè)計(jì)現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的首要研究內(nèi)容就是對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能化的概念設(shè)計(jì)策略性研究。需要針對結(jié)構(gòu)類型及其重要性的不同，以及現(xiàn)有工藝技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)資金情況等多個(gè)方面因素，合理地確定智能化目標(biāo)，在兼顧技術(shù)先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)節(jié)省的前提下采用合理功能層次的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)。3.2 由傳感元件實(shí)現(xiàn)智能化控制另外一項(xiàng)重要研究內(nèi)容就是傳感元件。感覺是現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性功能，它利用在傳統(tǒng)建筑材料中埋入傳感元件（或利用傳感、結(jié)構(gòu)耦合材料）來采集各種信息，經(jīng)過處理分析，才可實(shí)現(xiàn)自診斷、自驅(qū)動等智能控制功能。有鑒于此，應(yīng)對傳感元件提出一些特殊要求如下：a.尺寸細(xì)微，不影響結(jié)構(gòu)外形；b.與基體結(jié)構(gòu)耦合良好，對原結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度影響很?。籧.性能穩(wěn)定可靠，耐久性好，與基體結(jié)構(gòu)有著相同的使用壽命；d.傳感的覆蓋面要寬；e.信號頻率響應(yīng)范圍要寬；f.能與結(jié)構(gòu)上其它電氣設(shè)備兼容；g.抗外界干擾能力強(qiáng)；h.能在結(jié)構(gòu)的使用溫度及濕度范圍內(nèi)正常工作。3.3 先進(jìn)材料分析現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的智能控制，而控制是由作動材料實(shí)現(xiàn)的。利用某些存在物理耦合現(xiàn)象的材料，尤其是機(jī)械量與電、熱、磁、光等非機(jī)械量的耦合材料，作為結(jié)構(gòu)的作動件?？梢酝ㄟ^控制非機(jī)械量的變化來獲取結(jié)構(gòu)特性（形狀、剛度、位置、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、頻率、阻尼、摩阻等）的改變，從而達(dá)到作動目的。3.4 智能化結(jié)構(gòu)信息處理現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)要成為有機(jī)的整體，還須借助于信息的流動控制及加工處理。只有使信息在環(huán)境、結(jié)構(gòu)、傳感器、信息處理中樞及作動系統(tǒng)之間有序地流動，并同時(shí)進(jìn)行加工處理，方可使結(jié)構(gòu)具有智能功能。由此可見，應(yīng)首先對數(shù)據(jù)采集予以研究。這包括各種傳感器信號的A/D轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)處理通訊接口軟硬件的研制。作為一種嘗試，利用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)應(yīng)變儀與微機(jī)在線通訊的硬件組建及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接受軟件的開發(fā)，初步的結(jié)果表明，建立土木結(jié)構(gòu)在線監(jiān)測是完全可以做得到的。其次，應(yīng)著重研究輸入到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)的智能化處理算法，以及相應(yīng)軟件的開發(fā)。算法的核心目標(biāo)應(yīng)為對結(jié)構(gòu)內(nèi)部力學(xué)、物理場的全面計(jì)算。在此，應(yīng)注意算法的快速性，避免因算法過于復(fù)雜而失去了智能結(jié)構(gòu)的機(jī)敏、實(shí)時(shí)特性。接著，應(yīng)對結(jié)構(gòu)的健康診斷及安全評定方法予以研究。包括結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)建模，參數(shù)空間的模式識別，損傷評定，體系可靠性分析，以及人工智能的應(yīng)用。最后需要研究的是結(jié)構(gòu)控制機(jī)理、結(jié)構(gòu)局部損傷修復(fù)方法、結(jié)構(gòu)振動控制機(jī)理等問題。4 結(jié)束語將傳統(tǒng)的建筑技術(shù)與架構(gòu)形式賦予信息科學(xué)化的基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)功能的使用與可控制能力的協(xié)調(diào)作為前提，將現(xiàn)有的建筑工程市場引導(dǎo)入有效的發(fā)展前景中，對于整個(gè)城市建設(shè)與社會的發(fā)展具備非常重要的意義，一方面不但完善了結(jié)構(gòu)體系于智能化發(fā)展的貫徹，更在相應(yīng)建筑空間功能的定義上具備了延伸的可能性。其次，對于建筑工程土木技術(shù)的發(fā)展而言，具備施工人員專業(yè)化、管理系統(tǒng)化、監(jiān)控有效化等多方面優(yōu)勢，為將來后續(xù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1]薛建永，黃杏梅.建筑工程中土建施工技術(shù)的強(qiáng)化管理分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（9）.[2]馮永剛.關(guān)于建筑工程中幾種關(guān)鍵土建施工技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2016（13）.[3]孫兆全.對建筑工程中土建施工技術(shù)的管理分析[J].商品與質(zhì)量，2016（3）：00021-00021.[4]王芮.關(guān)于建筑工程中關(guān)鍵土建施工技術(shù)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（34）.