浅谈在建筑工程中对土建技术的探析
关键词：建筑工程,探析,土建技术
一、现代土木的结构的概念
现代的材料技术的进步发展，促进了人类社会能够更快的进入到了信息时代，因为信息材料在它的生产上已经实现了设计与制造的一体化。而且现在各种各样的拥有采集信息以及传输信息功能的一些元器件和材料已经逐渐的被土木工程师所关注了。目前人们已经开始尝试的把驱动材料和传感器融入到结构中了，与此同时，还把各种信号放大器、控制电路、功率放大器以及逻辑电路和现代的计算机集成到结构这个大系统里。然后再经过热、化学、力、光以及电磁这些的控制与激励，让结构能够拥有一定的抗压能力，而且还有自我控制、自感知、自推理以及自分析计算这些能力。说具体点的话，就是结构可以进行参数(如温度、化学反应、应变、声音、损伤、压力)的检测与检测数据的传输，而且有一定的实时计算处理数据的能力，其中主要包括了人工智能的诊断推理及其对结构的刚度、应力分布、形状位置和强度等能力的初步改变。简而言之，就是结构能够具有自我诊断、自我学习、自我适应以及自我修复的一些能力。
二、土建技术在建筑工程中常见的一些问题
在土建工程里，导致质量问题的复杂因素是施工项目的那个质量问题的主要表现，因此也就增加了一些比较复杂的因素，即质量问题的危害和性质的分析及其判断与处理。比如结构方案的错误，盲目的套用图纸，计算的简单图跟实际的受力情况不相符合;内力的分析不正确，荷载的取值太小，结构的强度和刚度以及稳定性比较差;在施工的过程中不按照图纸施工，而且还偷工减料，施工的质量非常低劣;还有就是建筑材料的不合格以及用其他的替代材料等这些原因所造成的。由此而言，就算是性质相同的质量问题，有的时候原因还是截然不同的。因此，在进行质量问题处理的过程中，有必要进行深入的调查和研究，做到具体问题能够具体分析。例如建筑物的沉降的不同寻常，地基所能承受的承载力和持力层不相符合;或者也可以说是不均匀的地基没有处理好，那么不均匀的沉降就会产生了。如果土建工程的施工项目出现质量问题的话，也许会影响工程的施工进度，延长了工期，同时又给工程增加了费用;也许会给工程留下比较严重的隐患。有可能同一类型的质量问题会反复的再次发生。
三、现代土木结构的技术分析
(一)结构的智能化
传统意义上的土木结构仅仅是一种比较被动的结构，但是经过了设计和改造后，在很大的程度上，它的性能和使用状态都存在着不可控制性以及不可预知性，因此，这样就让结构的使用及其维护带来了诸多的不方便。为了能够解决这个问题，就出现了在线监测的结构，这样就能够让工作人员对结构的内部物理与力学场的演变的相关情况进一步的了解，其实这就是结构的智能化的第一层次。同时在基于在线监测的结构上，进一步对监测数据进行智能处理机制的增加，从而让结构有自我诊断、自我推理和自我感知的能力，这样就实现了结构的智能化的第二层次。
(二)现代土木结构的类型
根据材料的区分，一般是分为两种类型：嵌入式的现代土木结构和基体、智能材料耦合的结构。
(1)嵌入式的现代土木结构
在一些基本材料，例如钢筋混凝土以及钢结构中嵌入一些材料及其仪器，这些材料一般都是具有控制处理、传感和动作的功能的，而且集成了那种关于现代计算机的软件及其硬件的技术。用传感元件对结构的内部信息进行采集与检测，然后再用计算机加工处理这些信息，处理完后再把结果传给控制处理器，再由控制处理器指挥以及激励驱动这些元件对相应的动作进行执行。
属于嵌入式的这种现代智能结构只要改进一下传统的土木结构就行了，不要再研究结构的力学性能了，很容易就能够做到两种结构之间的平稳过渡，从而变成研究的焦点。
(2)基体、智能材料耦合的结构
有些结构材料，其实自己本身就有智能这种功能的，它们可以跟着自身的物理状态以及力学的改变，然后再改变自己的其它的一些性能。
根据结构智能化的不同目的，又能分成以下几类：进行裂缝自我诊断与自我愈合的智能混凝土的结构;进行应力应变状态的自我诊断的智能混凝土的结构;有感知以及自我调节的智能减震结构等等。
(三)现代土木结构的主要研究内容
(1)智能化的设计
现代的土木结构的中，对传统意义上的结构智能化的概念的设计研究是首要研究的一个内容。而且要根据结构类型、目前工艺的技术水平、结构类型重要性的不同以及经济资金的情况等各个方面的因素，然后再确定比较合理的智能化的目标，在具有实用性和先进性以及经济节省的技术的前提下，运用功能层次比较合理的现代土木结构。往往在把智能化的目标确定好了之后，就开始要做准备工作了，即结构在使用过程中进行预测也许会发生的一些行为，预估在力学物理环境下出现的一些反应，从而能够确定智能化监控的地方，对整体的监控方案进行确定。
(2)实现智能控制的元件是传感元件
传感元件也是一个比较重要的研究内容。对现代的土木结构起到 一个基础性的功能，主要是把传感元件放入到传统建筑的材料里，然后来采集信息，分析信息，这样可以实现自我诊断以及自我驱动的一些智能控制的功能。所以，对传感元件的要求就有些特殊了，即尺寸要足够的细微，不能影响结构的外形;耐久性比较好，拥有可靠稳定的性能;能够和基体结构有良好的耦合性，很小的影响原来结构材料的强度;信号频率的响应范围较宽;有宽广的传感覆盖面积;抗干扰的能力比较强;在结构上跟其他的电气设备相兼容;能够在相同的湿度和温度的情况下正常工作。通常能有这些特点的元件有碳纤维、光导纤维、电阻应变丝、锈蚀传感器、压电陶瓷以及疲劳寿命丝等。
(3)对作动材料进行分析
结构的智能控制的实现是现代的土木结构的一个最终的目标，而控制的实现要靠作动材料的。用一些在物理上出现耦合现象的材料，特别是光、热、以及电等非机械量及其机械量的一些材料作为作动材料。一般结构的特性(应力应变状态、形状、频率、刚度、阻尼、位置等)改变主要是根据非机械量的变化所获取的，这样作动的目的就能够实现了。但是也有一些要求的，即能够和基体结构有良好的耦合性，具有较高的结合强度;疲劳强度以及静强度较高;简单安全的驱动方法，激励的能力非常小;频率的响应范围比较广以及响应的速度比较快，而且是可以控制的;激励后的控制是足够高效与稳定的。通常能有这些特点的材料有聚合胶体、记忆型合金、记忆聚合物以及压电材料等。目前一些相关的作动元件的研究正在一些领域展开，如董聪等人评述了几种常用作动/传感材料的性能。
四、结束语
现代土木结构不仅仅是对土木界有着重大的发展意义，而且对高科技的领域也是有着非常重要的意义的。因为它的研究和开发以及实现都将会进一步的提高高科技领域，同时也是土木工程界的非常宝贵的知识经济。
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