建筑工程中的土建技术分析

王金霞

摘 要：建筑工程的发展受到社会信息化时代发展的影响，在相关的建筑理念与技术设施上有更加全面架构的前提，针对相应的施工技术与质量有促进作用的同时，更针对建筑本身的功能性有了较大的进步，特别是关于结构方面的架设，从材料与设计体系的统一性与协调性而言，针对使用过程中居住安全的保障更加全面，甚至将智能化的概念也应用到了其中。本文将根据建筑工程中土建技术的使用和发展进行分析，通过相应的结构特点与研究方向统筹，确保信息化科学与建筑工程具备继续发展的条件。关键词：建筑工程；土建技术；分析智能化不仅仅是信息时代计算机的专有名词，在当今建筑工程先进的土建技术中也具备相应的智能化定义，一方面不但加强了整体施工质量的有效提升，更在建筑行业的可持续发展等多方面领域提供了有效的立足前提，为信息化与土木工程建设的融合铺设了扎实的基础，甚至在未来极可能改变传统的使用习惯，彻底改变建筑功能空间使用上的定义。1 土建工程的改变随着社会经济时代的飞速发展，我国建筑行业作为城市建设的基础，其自身也具备材料与相关施工设备的改善，从传统的土木建筑到现如今的超高层钢结构建筑；从传统的空间功能分析到如今智能化建筑功能体系；从传统街道建筑环境演变成如今的生态建筑延伸，都是这个信息化时代进步的产物，更是未来建筑工程项目发展的基础。与此同时，随着经济环境的改善，现如今居民对于居住环境的要求也越来越全面，针对建筑材料的节能保暖性、建筑空间环境的可控制性、电力系统的稳定性、结构荷载传导的有效性都是当今建筑设计行业的重点，也是住房空间使用的关联依据，一方面针对土木工程师有了更加完善与细化的要求，以相应优秀的技术满足了建筑未来发展；另一方面又巩固了现有建筑工程在城市发展中的社会地位，为建筑的安全性与功能性提供了有效的保障。2 土建技术分析2.1 结构系统的智能化不同于传统的建筑结构搭建的不确定性，现如今社会对于建筑结构设计要求具备优秀的荷载传递能力、建筑整体性、沉降均衡、结构体系的自修复和自诊断功能，为确保能够带来有效的施工质量保障和居住安全性提供全方位的监控前提。其次，在整体建筑结构框架的构建基础之上，还发展了在线监测结构系统，一方面赋予了建筑结构内部协调的能力，更通过相应先进的材料和应力结构分析出相应材料的损耗，以材料自身特性进行一定量的自诊断与修复功能，全面实现了结构系统的智能化基础。2.2 现代土木结构分类2.2.1 嵌入式现代土木结构通过相应的结构体系，嵌入具备传感和动作控制处理功能的材料以设备，并采取一定先进手段将获取的信息资料进行汇集，对相应的内部数据进行有效处理，针对相应部位的控制器进行指挥并驱动元件进行动作执行的过程，便是嵌入式现代土木结构的工作原理。其中具备无需进行结构传统力学的性能计算优势，轻易通过整体数据平衡结构与设备的过度，已完成建筑空间使用的全面优化。2.2.2 基体、智能材料结构采取相关建筑材料本身具备的智能性，通过相应力学与物理状态的特点开展性能系统的影响，以获取有效的结构内部应力数据，再根据相关材料自我损伤恢复的特性完善建筑功能的使用。根据其相关智能化目的差异，可细分为以下几种：a.出现结构体裂缝或其他损伤的情况，以自诊断与修复为主的智能混凝土结构。b.改变结构体系内部应力状态，防止出现安全隐患的智能混凝土结构。c.具备诊断变形和伤损两方面状态的智能混凝土结构。d.具备预报材料寿命极限，预防材料自身极限损坏的结构体系。e.针对钢筋受损与腐蚀状况有效检查与修复能力的土木结构体系。3 建筑工程中土建技術的研究发展3.1 智能化设计现代土木结构的首要研究内容就是对传统结构智能化的概念设计策略性研究。需要针对结构类型及其重要性的不同，以及现有工艺技术水平和经济资金情况等多个方面因素，合理地确定智能化目标，在兼顾技术先进性、实用性和经济节省的前提下采用合理功能层次的现代土木结构。3.2 由传感元件实现智能化控制另外一项重要研究内容就是传感元件。感觉是现代土木结构的基础性功能，它利用在传统建筑材料中埋入传感元件（或利用传感、结构耦合材料）来采集各种信息，经过处理分析，才可实现自诊断、自驱动等智能控制功能。有鉴于此，应对传感元件提出一些特殊要求如下：a.尺寸细微，不影响结构外形；b.与基体结构耦合良好，对原结构材料强度影响很小；c.性能稳定可靠，耐久性好，与基体结构有着相同的使用寿命；d.传感的覆盖面要宽；e.信号频率响应范围要宽；f.能与结构上其它电气设备兼容；g.抗外界干扰能力强；h.能在结构的使用温度及湿度范围内正常工作。3.3 先进材料分析现代土木结构的最终目标是实现结构的智能控制，而控制是由作动材料实现的。利用某些存在物理耦合现象的材料，尤其是机械量与电、热、磁、光等非机械量的耦合材料，作为结构的作动件。可以通过控制非机械量的变化来获取结构特性（形状、刚度、位置、应力应变状态、频率、阻尼、摩阻等）的改变，从而达到作动目的。3.4 智能化结构信息处理现代土木结构要成为有机的整体，还须借助于信息的流动控制及加工处理。只有使信息在环境、结构、传感器、信息处理中枢及作动系统之间有序地流动，并同时进行加工处理，方可使结构具有智能功能。由此可见，应首先对数据采集予以研究。这包括各种传感器信号的A/D转换以及数据处理通讯接口软硬件的研制。作为一种尝试，利用传统结构实验装置，实现了单片机应变仪与微机在线通讯的硬件组建及计算机数据接受软件的开发，初步的结果表明，建立土木结构在线监测是完全可以做得到的。其次，应着重研究输入到计算机中的数据的智能化处理算法，以及相应软件的开发。算法的核心目标应为对结构内部力学、物理场的全面计算。在此，应注意算法的快速性，避免因算法过于复杂而失去了智能结构的机敏、实时特性。接着，应对结构的健康诊断及安全评定方法予以研究。包括结构的数学建模，参数空间的模式识别，损伤评定，体系可靠性分析，以及人工智能的应用。最后需要研究的是结构控制机理、结构局部损伤修复方法、结构振动控制机理等问题。4 结束语将传统的建筑技术与架构形式赋予信息科学化的基础，将传统功能的使用与可控制能力的协调作为前提，将现有的建筑工程市场引导入有效的发展前景中，对于整个城市建设与社会的发展具备非常重要的意义，一方面不但完善了结构体系于智能化发展的贯彻，更在相应建筑空间功能的定义上具备了延伸的可能性。其次，对于建筑工程土木技术的发展而言，具备施工人员专业化、管理系统化、监控有效化等多方面优势，为将来后续产业的发展提供了扎实的基础。参考文献[1]薛建永，黄杏梅.建筑工程中土建施工技术的强化管理分析[J].住宅与房地产，2016（9）.[2]冯永刚.关于建筑工程中几种关键土建施工技术分析[J].建材与装饰，2016（13）.[3]孙兆全.对建筑工程中土建施工技术的管理分析[J].商品与质量，2016（3）：00021-00021.[4]王芮.关于建筑工程中关键土建施工技术分析[J].建筑工程技术与设计，2016（34）.