導語：土木工程智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指以智能材料為主導材料,具有仿生命的感覺和自我調(diào)節(jié)功能的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這里所說的智能材料是某些具有特殊功能的材料、如電流變材料、磁流變材料、光纖材料、壓電材料、磁致伸縮材料和記憶合金等。當把這些智能材料按其特殊功能以某種方式融合到結(jié)構(gòu)基體材料之中或與結(jié)構(gòu)構(gòu)件相結(jié)合時,它就會發(fā)揮自己的傳感和驅(qū)動功能來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的感覺和自我調(diào)節(jié)功能。而在土木工程中，由于工程的穩(wěn)定性以及安全性等諸多要求，因此對智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的需求也更為巨大。本文將對土木工程中的智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行分析。

【關鍵詞】土木工程；智能材料；結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

在土木工程中，智能材料可以分為兩類，一類是對內(nèi)部或者外部的刺激感應具有感知性能的材料,稱為感知材料。另一類是能夠?qū)ν獠織l件或在內(nèi)部發(fā)生變化時做出反應的材料,稱為驅(qū)動材料。而在土木工程中，系統(tǒng)集合、驅(qū)動器、傳感器和控制器是四個主要技術(shù)材料系統(tǒng)?？紤]到土木工程的特殊性，智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在土木工程中主要在具有自診斷和自適應功能的機敏混凝土結(jié)構(gòu)和具有感覺和自我調(diào)節(jié)功能的減震結(jié)構(gòu)。通過這兩種結(jié)構(gòu)的運用，智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在土木工程中的良好運用。

1具有自診斷和自適應功能的機敏混凝土結(jié)構(gòu)

1.1自診斷功能。在土木工程中，混凝土結(jié)構(gòu)支撐起了其自身發(fā)展的橋梁。在現(xiàn)代智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的作用下，通常在混凝土中混入光導纖維材料，如此一來，混凝土材料在實際的作用中，能夠結(jié)合光導纖維的作用，實現(xiàn)辦公通訊中的智能化。且在土木工程的建設中，由于光導纖維與混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)合，大大節(jié)省了建筑空間，使得人們在辦公的同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。同時，還可以通過光導纖維連接空調(diào)以及火警傳感器，通過在混凝土結(jié)構(gòu)中加入光導纖維控制器，同時引入碳纖維，碳纖維會通過壓力的疊加誘導電阻產(chǎn)生變化，從而實現(xiàn)光導纖維控制器的觸發(fā)，使得火警以及空調(diào)裝置能夠平穩(wěn)運行。這就反映出了機敏混凝土結(jié)構(gòu)的自診斷性。通過碳纖維感知壓力的變化，進而控制電阻產(chǎn)生相應變化，從而促進相關裝置的觸發(fā)，有效地保證了人類工作的正常進行。1.2自適應功能。在土木工程的混凝土工作的過程中，往往會因為壓力過大而產(chǎn)生斷裂，為了解決這一問題，可以利用智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在混凝土中注入縮聚高分子溶液的玻璃空心纖維，如此一來，在混凝土承受巨大壓力斷裂時，這些玻璃空心纖維可以實現(xiàn)自主性斷裂，從而使得高分子溶液融入到混凝土的裂縫中來，有效地保證了混凝土材料的堅韌性。通過這一玻璃空心纖維的作用，可以有效地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，體現(xiàn)出了機敏混凝土結(jié)構(gòu)的自適應功能。利用機敏混凝土材料的自適應功能，可以實現(xiàn)土木工程中重大項目的合理運用。例如，在進行橋梁建設時，可以利用機敏混凝土材料的自適應功能，提升橋梁的穩(wěn)定性，從而有效地延長橋梁的使用壽命，有利于土木工程項目的整體性建設。

2具有感覺和自我調(diào)節(jié)功能的減震結(jié)構(gòu)

2.1感覺功能。在土木工程的建設中，減震結(jié)構(gòu)是決定土木工程建設項目實施效果的關鍵，因此，在智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，通過對減震結(jié)構(gòu)進行合理性的設計和規(guī)劃，能夠保證土木工程建設的穩(wěn)定性，從而促進土木工程項目的合理性展開。在減震結(jié)構(gòu)中，最具有代表性的便是形狀記憶合金。形狀記憶合金作為一種優(yōu)異的材料，其可以通過溫度的變化改變自身的形狀，并且在溫度回復的過程中，形狀記憶合金的形狀也會回到初始位置，這一過程稱作熱彈性馬氏體相變。通過熱彈性馬氏體相變的過程，形狀記憶合金保證了其自身的形狀記憶功能，并且具有超強的彈性恢復能力。利用形狀記憶合金這一超強的彈性恢復能力，其通常被應用于諸多結(jié)構(gòu)的裂縫自診斷系統(tǒng)。形狀記憶合金在恢復形狀的過程中會產(chǎn)生相當大的拉力，從而促使材料進行自身修復。如此一來，通過形狀記憶合金的彈性恢復功能，土木工程建設中實現(xiàn)了對相關材料的保護。這也體現(xiàn)除了土木工程中智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的感覺功能。即通過感知形狀的變化，從而進行自主性修復，保證了材料作用的穩(wěn)定性。2.2自我調(diào)節(jié)功能。在土木工程的項目建設中，通常運用到減震結(jié)構(gòu)的自我調(diào)節(jié)功能，通過這一功能，可以有效地實現(xiàn)減震結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)良性能，有利于減震結(jié)構(gòu)的整體性發(fā)展。例如，可以作用壓電材料制作傳感器以及驅(qū)動元件，通過材料中正負電荷的變化，可以實現(xiàn)材料自身的自我調(diào)節(jié)。而傳感器通過把壓力以及電阻相結(jié)合，通過感知壓力的變化來控制電阻，從而實現(xiàn)元件的正常工作。如此一來，通過材料的自我調(diào)節(jié)，有效地實現(xiàn)了智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在土木工程中的優(yōu)良性能，同時通過這些不同材料的相互作用，可以實現(xiàn)土木工程建設項目的穩(wěn)定性以及完整性。通過這些智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)異的性能保證，可以結(jié)合出不同用途的材料，在投入生產(chǎn)的過程中，通過這些材料的不同屬性，可以實現(xiàn)土木工程項目的合理性開展。

3結(jié)束語

土木工程建設是一個極其需要創(chuàng)新的過程，通過智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的運用，土木工程能夠利用現(xiàn)有的材料，使得他們換發(fā)出更多的生機和活力。通過具有自診斷和自適應功能的機敏混凝土結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)相關材料的穩(wěn)定性，同時通過混凝土結(jié)構(gòu)的自診斷功能，可以實現(xiàn)對火警報警系統(tǒng)以及空調(diào)設備等的使用。而通過自適應功能，可以結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)中的玻璃空心材料，在混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂時，玻璃空心材料可以自動注入，有效地延長了混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。通過具有感覺和自我調(diào)節(jié)功能的減震結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)形狀記憶合金的感覺功能與相關結(jié)構(gòu)的結(jié)合，從而提升項目整體建設的穩(wěn)定性。同時通過壓電材料的自我調(diào)節(jié)功能，可以實現(xiàn)減震結(jié)構(gòu)的合理性運用。如此一來，通過混凝土結(jié)構(gòu)以及減震結(jié)構(gòu)的運用，智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以實現(xiàn)在土木工程中的合理性運用，同時智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也保證了土木工程建設的穩(wěn)定性，通過這些不同用途材料的相互結(jié)合，可以實現(xiàn)不同功能的匯總，從而保證結(jié)構(gòu)作用的全面性。

參考文獻

[1]孟代江.智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在工程設備中的應用[J].中國設備工程,2017(1):140-141.

[2]代永紅.淺談智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)應用在土木工程中的研究[J].城市地理,2014(20):43.

作者:李嘉興 單位:西安思源學院城市建設學院