隨著人們物質生活水平的不斷提高，對建築的實際需求也逐漸開始呈現出智能化、多元化的發展趨勢。為了滿足這種需求，有必要對現有的建築結構進行改進和完善。現代大型建築對土木結構的要求更高，對建築的安全性、可靠性和穩定性有直接影響。智能土木結構的應用順應了時代的發展趨勢，彌補了傳統建築結構的缺陷和不足，對提高建築的性能和質量起著至關重要的作用。
1智能土木結構簡介
智能土木結構是科學技術和現代結構不斷發展的重要產物。目前，人類已經步入信息社會，在生產信息材料的過程中，逐漸實現了制造與設計的壹體化。這些變化也為土木工程師提供了創作靈感和動力源泉。近年來，在設計建築結構的過程中，人們不再註重其耐久性，而是要求其具有壹定的分析能力、計算能力和感知能力。通過對這些能力的不斷優化和調整，可以實現建築結構的自我調整和控制。為此，設計師也試圖通過傳感器、信號放大器和控制電路來幫助建築結構實現這壹目標。
所謂智能建築結構，要求建築能夠通過深入分析，進行自我診斷，完成自我調整，也就是所謂的“自我修復能力”。具有這種功能的建築可以調整和改變自身結構的應力分布、剛度和強度，從而改善整個建築。智能土木結構賦予建築壹定的自我調節能力，這恰恰是其智能化的具體體現。充分發揮了信息材料的優勢和特點，滿足了當今時代人們對建築的實際需求[1]。
2智能土木結構分類
在具體應用過程中，智能土木結構通常可以分為以下幾類:壹是智能材料耦合結構。該結構充分利用了結構材料的壹些特性，當檢測到這些特性時，可以明確結構的變化特征，從而實現結構的自我調整。第二，嵌入式智能土木結構。它的主要原理是:將傳感器放入鋼筋混凝土中，通過壹些物質儀器、計算機、軟件和硬件對建築的結構進行優化和調整。在具體實施過程中，結構主要是在傳統結構的基礎上進行改進和調整，不需要對建築的原有性能進行分析和研究，直接從傳統結構過渡到智能結構，充分滿足居民的實際需求。上述兩種智能土木結構之間存在壹些差異。比如嵌入式智能土木結構需要充分利用信息材料，而智能材料耦合結構更註重建築本身所用原材料的特性。
但兩者的終極目標基本壹致。除了上面提到的兩種，結合智能土木結構的差異，還可以進行詳細的劃分，這些結構都屬於智能混凝土的範疇。從功能上可分為應力應變自診斷、自愈功能、自診斷功能、生命預警功能和損傷自診斷功能等。這種分類方法壹般可以從名稱判斷其結構性能。在具體應用過程中，設計人員可以根據工程的實際需要選擇最適合的土木結構，從而最大限度地發揮其優勢和特長[2]。
3智能土木結構在現代建築結構中的應用現狀
3.1智能傳感器的應用
在土木工程中，技術人員經常將智能土木結構在現代建築結構中的應用分析加入到建築結構中。Fintelligent土木結構Reinmoder NAR architectural Structure應用與分析苗(山東建築大學，山東濟南，250101)摘要:作為建築大國，隨著國民經濟水平的不斷提高，人們註重生活和工作環境的安全性、便利性和舒適性，從而實現建築物的健康檢測。在保證結果準確性的同時，需要綜合評價建築物的安全性和穩定性，也要保證數據的準確性，才能對建築物實用。對於壹些大型工程建築來說，由於施工時間較長，設備陳舊，如果還在這裏添加傳感器，往往與實際情況不符。這時候就需要選擇性能強的傳感器(如圖1)進行結構檢查。由光纖智能材料制成的傳感器具有很強的性能。將其應用到土木工程中，可以事半功倍，為土木工程的發展提供了新的契機。
比如將光纖接入混凝土，作為傳感元件，可以實現對建築結構的振動、變形、損傷、裂縫、腐蝕的自動預警、檢測和控制。同時，還可以加入驅動元件，與信息處理系統有效集成，形成智能混凝土結構，實現建築物的自檢測、自修復、自診斷功能。目前，該技術在國外的實際應用已取得顯著成效，光纖材料逐漸成為土木工程結構振動自控和健康診斷中設計傳感器的理想材料。隨著應用效果的不斷提高，該材料還廣泛應用於大壩工程的安全測量和健康監測，為建築物的安全穩定提供了良好的保障。如廣州某鋼構房機建在深厚的軟土地基上，地基主要是淤泥質土，力學性能較差。基坑開挖深度為11m，工字鋼約25m。本項目主要利用分布式光纖傳感技術對H型鋼進行優化改造，提高其變形傳感能力，實現H型鋼水平位置、彎矩、應變數據的實時采集，如圖2所示。
3.2現代建築節能技術
智能土木結構的應用不僅為建築安全檢測性能的提高提供了良好的保障，還提供了大量的節能技術，可在今後的實踐和發展中推廣。通過這種結構的應用，建築工程師的節能意識也得到了提高。所謂節能建築，就是在建築和設計過程中，統壹使用節能電器和材料，通過智能土木結構的應用，賦予建築自我監控的能力，使其能夠靈活應對外部環境的變化，最大限度地降低能耗。智能土木結構的實際應用為節能建築提供了強有力的技術支持，加速了綠色建築目標的實現，為建設可持續發展的環境友好型社會奠定了良好的基礎[3]。
3.3工程健康監測
智能土木結構在建築工程中的應用，在健康檢測和結構損傷方面起著至關重要的作用。在土木工程中，建築檢測往往以目測為主，同時還會輔助聲發射、X射線、超聲波等技術。通過該方法的應用，可以有效避免許多缺陷，對建築結構的損傷進行動態監測，既滿足了人們的實際需求，又保證了檢測結果的準確性和高效性。例如，當壹個建築被破壞時，它的內部結構會相應地破裂。在外力的影響下，破壞強度通常會增大，這些變化會被傳感器感知，使工作人員第壹時間掌握和了解建築物的實際情況，並以此為基礎采取有針對性的調整措施，有效避免建築物內安全事故造成的人員傷亡。大量調查數據表明，形狀記憶合金具有很高的相變恢復力，最高可達400MPa。
基於上述特點，可以開發具有變形能力的被動耗能控制系統和記憶合金被動耗能裝置，實現土木工程結構的抗震控制。在混凝土應用過程中，這些結構通常安裝在結構的底部或層間，這樣當建築結構發生變形時，就會被耗能器迅速感知，從而最大限度地消耗地震能量。據調查，在建築結構中安裝記憶合金耗能器，可以吸收約60%的地震能量，有效地抑制了建築結構的位移和變形。目前，在國外許多國家，該設備已應用於建築物的防震抗震設計，效果顯著。
4提高智能土木結構應用效果的有效措施
4.1提高智能感知水平
在現代建築結構中，為了最大限度地發揮智能土木結構的應用效果，首要任務是提高智能傳感技術的水平。因此，有必要優化傳感器的性能。從仿生學的立場來看，對於現代建築來說，傳感器相當於自身的壹個器官。要想提高整個建築的感知能力，就必須提升傳感技術水平，從系統化方向入手，加強傳感器的處理能力、識別能力和感知能力，並在此基礎上增強其系統的靈敏度和可靠性。智能傳感元件應用於現代建築工程時，應註意禁止對建築外形的影響，同時應保證建築結構的兼容性，不斷提高其抗幹擾能力[4]。
4.2智能控制集成開發
如果把建築比作人體，智能控制系統就是人腦神經中樞系統。作為核心部分，它不僅控制著運動系統程序和感覺系統，還直接影響著整個神經的協調功能和運行功能。當智能集成系統安裝在建築的智能土建結構中時，可以大大提高建築的外部抵禦能力，如暴風雨、雨水等，使其在第壹時間做出反應，最大限度地避免人員傷亡，減少經濟損失。基於以上情況，我國相關技術部門應著力於智能控制系統的研發，並加大推廣應用力度，在此基礎上，實現整個建築環境的最優控制，為建築結構的穩定性和安全性提供有力保障。
4.3大力發展節能新技術
隨著社會經濟的不斷增長，生態能源短缺和環境汙染惡化日益嚴重，威脅著人們的生存和發展環境。近年來，人們越來越關註節能環保的概念。在此背景下，綠色建築應運而生。然而，在我國目前的現代建築結構中，節能新技術尚未普及，應用率有待提高，能源浪費問題仍然普遍存在。因此，應加強節能技術的開發和創新，增強技術人員的創新意識，使節能新技術適應現代智能土木結構，為綠色建築的發展提供便利條件。具體分析如下:第壹，將節能技術應用於現代建築結構時，應在保證建築結構正常運行的同時，保證其定位的準確性，最大限度地減少浪費，降低能耗。其次，結合建築結構的實際情況和具體要求，有針對性地引入節能新技術和新思路，增強技術的有效性和適應性。
最後，在具體應用過程中，還應充分考慮建築外部環境的變化，結合其具體情況及時更新和調整節能技術，最大限度地發揮其節能環保性能，為綠色建築的發展提供有力保障[5]。智能土木結構是壹種新型結構。雖然其在現代建築結構中的實際應用取得了良好的效果，但從整體上看，由於這種結構的應用還處於初級發展階段，在壹些領域還存在著應用技術水平不高、結構選型不當等諸多缺陷和問題，制約和影響了智能土木結構應用優勢和價值的充分發揮。為避免上述問題，技術人員應加大對該結構的研究力度，綜合分析其適用條件、類型和結構內涵，結合建築的不同規模、性質和功能，選擇合理的土建結構型式，以提高應用效果。
此外，智能土木結構的應用還可以提供節能技術，實現建築的環保和生態功能，同時大大降低能耗。在節能技術研究過程中，可以提高風能、地熱能和太陽能的應用效率，最大限度地減少化石燃料的應用率，避免環境汙染問題，從而為改善城市環境做出貢獻。
5結論
隨著科學技術的發展和智能技術的普及，給人們的日常生活和生產帶來了巨大的變化。智能土木結構集成了各種先進技術和材料，應用於現代建築結構中，可以大大提高建築物的安全和健康檢測能力，滿足人們對建築物的多樣化需求。主要分析了智能土木結構及其分類，闡述了其在現代建築結構中的應用現狀，最後提出了提高應用效果的有效措施，以期為綠色建築的發展和環境友好型社會的建設提供支持和保障。
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