潘玉保
摘要:現(xiàn)代材料技術、計算機技術、自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展進步促使人類社會進入了嶄新的信息時代。由于信息材料的設計、制造、銷售一體化的體制的建立,各種具備信息采集、傳輸、儲存功能的材料及配件正逐步走進土木工程師的視野,各種控制電路、功率放大器、傳感器驅動材料、邏輯電路信號放大器、現(xiàn)代計算機集成結構被人們用于現(xiàn)代土木結構中,使現(xiàn)代土木結構飛速發(fā)展,不僅有承受建筑荷載的能力,而且具有分析計算、自我感知、推理預測、自我控制的能力。
關鍵詞:建筑工程;土建技術;現(xiàn)代土木結構;建筑施工
在土建工程事業(yè)與土建工程的發(fā)展規(guī)模不斷的進步情況下,它的施工的技術水平在其中也占著一個很大的推動作用。現(xiàn)在建筑領域的競爭環(huán)境情況越發(fā)的激烈,所以提高自身的技術水平是其中的一個必勝的關鍵。尤其是市場方面的競爭,一個企業(yè)要是想在其中成為“領頭狼”或是名氣最大的那個,就要牢牢跟在現(xiàn)在社會科技發(fā)展的迅猛步伐,利用高科技來提高企業(yè)的技術水平,增加自己的競爭水平。不光是對于國內情況來說要緊跟科技發(fā)展的步伐,也要常常借鑒國際上的高科技水平的技術,從而不僅在國內拔尖,也要在國際上嶄露頭角。
要想提高本企業(yè)的施工技術水平,其關鍵就是要提高施工人員飛專業(yè)知識水平,要定期的對工作人員進行技術培訓和對他們的實際操作水平進行專業(yè)的指導。還要在施工的現(xiàn)場指定嚴格的制度,加強管理,必須要使每位員工對企業(yè)都要具有一種強烈的責任感和歸屬感。最后,就是要加強全體員工的思想水平,增強員工對安全隱患的發(fā)現(xiàn)意識,從每個人做起,一點一點的減少施工現(xiàn)場的安全隱患,提高整體的施工水平的質量。
在施工的過程中,要大量的用到專業(yè)知識,所以這對施工人員的專業(yè)素質的要求也是很高,混凝土的強度、抗?jié)B性、和易性以及耐酸堿性等特征就必須要求用到專業(yè)素質對其進行分析,看其是否符合施工過程的要求,之后才可以將其運用到實際中,最大的提高建筑的質量水平。
一 現(xiàn)代土木結構的概念
現(xiàn)代結構是傳統(tǒng)結構功能的升華?,F(xiàn)代結構可進行不同參數(shù)(例如溫度、聲音、壓力、應變、化學反應、物理形變等)的檢測及數(shù)據傳送,同時具有包括人工智能推斷處理的數(shù)據處理能力,即現(xiàn)代結構自身擁有處理、診斷、學習、分析、修復等功能。將現(xiàn)代結構運用于土木結構中,稱為現(xiàn)代土木結構。
二 建筑工程土建技術常見問題
建筑工程施工項目一旦發(fā)生質量問題,輕者回應此昂建筑工程施工的進展,拖延工期導致增加工程費用,重者可能會為后續(xù)工程埋下安全隱患,導致人身財產的損失。由于引發(fā)土建工程施工項目的質量問題的因素復雜,對于這些問題的性質、原因、危害的分析判斷以及處理也十分復雜。即使針對同一質量問題,引起的原因也不盡然相同。例如,盲目套取不正確方案的圖紙結構,計算理論值與實際受力不符;內力分析錯誤導致結構的穩(wěn)定性、剛度、強度差;施工時偷工減料造成質量低劣;使用不合格的建筑材料等多方面因素都會導致建筑工程施工項目的質量差。
在處理建筑施工質量問題時,必須要進行充分深入的調查研究,針對質量問題的不同外在表現(xiàn)做具體分析。例如,建筑物發(fā)生不自然沉降現(xiàn)象,可能是因為地基的容許承載力與持力層不相匹配,也可能是因為未處理好不均勻地基導致不自然沉降。同一類型的質量問題,也能會因為不同原因而重復發(fā)生,因此,一定要認真細致地考察分析建筑工程中的各項施工條件和因素。
三 現(xiàn)代土建技術分析
1土建結構的智能化
傳統(tǒng)的土建結構是被動結構,在設計制造完成之后,其性能、使用狀態(tài)存在著嚴重的不可控制和不可預知性,為土建結構的使用和維護帶來不便。為了解決這一難題,結構智能化的第一層次得到了極大的發(fā)展更新。在線監(jiān)測結構的發(fā)展可以賦予傳統(tǒng)的土建結構以在線監(jiān)測的功能機制,是工作人員探知土建結構內部的性能,便捷快速地掌握結構的內部物理形變以及化學反應的演變情況。在線監(jiān)測結構的發(fā)展基礎上,我們進一步增加數(shù)據的只能處理體系,使土建結構自身擁有自我感知、自我診斷的能力,實現(xiàn)結構智能化的第二層次。
2現(xiàn)代土木結構的分類
按照材料的不同,現(xiàn)代土木結構可分為嵌入式土木結構與基體、智能材料耦合結構兩大類。
2.1嵌入式土木結構
嵌入式土木結構是指在基體材料的結構中(例如鋼筋混凝土)嵌入具有控制處理和傳感動作功能的材料或者儀器,利用現(xiàn)代化計算機高端軟件硬件的技術,將傳感元件采集、檢測的結構內部信息進行加工處理,并且將處理結果通知控制處理器,最終由控制處理器激勵指揮驅動元件以執(zhí)行相應動作。這種智能結構建立在傳統(tǒng)土木結構上,只需要稍微加以改進,無需額外研究分析結構的力學性能,由于其便捷、易操作,可充分做到傳統(tǒng)結構與智能結構的平穩(wěn)過渡,因此已經成為研究的焦點所在。
2.2基體、智能材料耦合結構
部分土木結構材料本身帶有智能功能,可以隨著物理狀態(tài)的變化而改變自身的相關性能,例如碳纖維混凝土材料,可以隨著自身的受力情況不同改變導電性能,只要外界能探測出導電性的變化,便可以推測出受力情況以及內部結構的改變。
3現(xiàn)代土木結構研究內容
3.1土木結構的智能化設計
現(xiàn)代土木結構研究的主要方向和內容和對于傳統(tǒng)結構實現(xiàn)智能化的概念性設計。針對不同的結構類型以及相關性能,利用現(xiàn)有的經濟水平和科技水平,在兼顧現(xiàn)代技術先進性、節(jié)約經濟費用以及實用性等前提下,合理地確定現(xiàn)代土木構件研究的智能化目標,
在智能化目標確定之后,需要對土木結構在使用中可能會發(fā)生的各種行為進行預測,對土木結構在受力環(huán)境下可能出現(xiàn)的各種反應進行預估,研究確定結構中需要實現(xiàn)智能化監(jiān)控的關鍵部位,最終確定整體監(jiān)控方案。
3.2利用傳感元件實現(xiàn)智能控制
傳感元件是現(xiàn)代土木結構研究的另外一項重要研究內容。利用在傳統(tǒng)建筑材料中安裝性能穩(wěn)定、可靠耐久、抗外界干擾能力強、與基體結構有著相同的使用壽命的傳感元件或者傳感結構耦合材料,采集各種信息,將信息經過處理,則可以實現(xiàn)自我診斷、自我控制的功能。
3.3對于作動材料分析
現(xiàn)代土木結構研究的最終目標是實現(xiàn)結構智能控制。作動材料可以實現(xiàn)這種控制,它利用擁有物理耦合現(xiàn)象的材料,尤其是擁有機械量與熱、光、電、磁等非機械量的耦合材料作為結構的作動件,通過控制非機械量的變化來控制位置、形狀、應變狀態(tài)、剛度、阻尼、頻率、摩阻等結構特性,最終達到作動目的。
3.4現(xiàn)代土木結構的智能結構信息處理
現(xiàn)代土木結構必需借助于信息的流動控制、加工處理才能成為有機的整體。只有讓信息在傳感器信息處理中樞和作動系統(tǒng)之間有序地流動并進行處理計算,結構才能具有智能功能。
結束語
建筑業(yè)是現(xiàn)代國民經濟各部門發(fā)展的原動力?,F(xiàn)代土木結構依托于計算機科學、材料科學、自動化控制技術得發(fā)展,可以影響到結構和建造的重大變革?,F(xiàn)代土木結構及智能建筑不僅對于未來土木界的發(fā)展意義重大,由于它涉及到當今材料科學、土木工程、計算機軟硬件技術、人工智能、自動化控制、信息通訊等領域內的前沿科技,它的研究和發(fā)展必將進一步帶動此類高科技領域的進一步提高。
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(作者單位:承德城建工程項目管理有限公司)