装配式混凝土建筑智能化结构的应用

林琳

LIN Lin

（黎明职业大学 土木建筑工程学院）

(Department of Civil Engineering and Architecture, Liming Vocational University)

1 引言

装配式混凝土结构是以预制构件为主要受力构件经装配或连接而成的混凝土结构。[1]装配式混凝土建筑结构设计在土木工程建筑中有着很重要的作用，装配式混凝土建筑结构的合理设计能够保证装配式混凝土建筑施工的有效运行，在一定程度上能够避免在后期使用过程中出现的安全威胁隐患，并在还能够提升它的实用功能。为了能够保证装配式混凝土建筑结构的合理性，将装配式混凝土建筑的效益实现最大化，从整体上提升工程项目的设计水平。

2 装配式混凝土建筑结构设计中常见问题

1）设计工作不够整体化

现在的很多装配式混凝土建筑在进行结构设计的时候，有一个比较鲜明的问题就是结构方案不具有整体性，很难对整个工程项目进行全方位的分析，致使相应的结构设计工作存在很多比较零碎的问题，甚至出现各为其主的现象，不能从全面的角度为工程项目进行设计。目前存在的问题不单单是体现在装配式混凝土结构设计中的每个组成部分当中，还体现在装配式混凝土建筑与周围的环境也存在着不协调性，很难实现统一，所以会引发一些矛盾，由于不能将自然资源进行资源化利用，而是造成不必要的环境污染。

2）结构设计细节处理不够完善

通常情况下，我们对装配式混凝土建筑结构设计工作的要求比较高，特别是其中一些比较重要的细节工作，非常需要大家的关注。目前装配式混凝土建筑结构设计中存在的一些关键的细节问题对整个工程项目的威胁也是非常大的，这些细节的问题体现在很多的方面，比如对于庞大繁杂的工程项目来说，结构中的预埋件如果考虑的不够全面就会对整个工程项目形成明显的威胁，致使工程项目后面一系列的问题发生。另外，还特别容易与其他相关的系统施工安装形成冲突，从而影响到整个工程项目的有效使用。

3）结构设计过程中计算不准确

在装配式混凝土建筑结构设计当中，还有一个明显的问题就是计算不够准确。这个问题尤其体现在力学荷载方面的计算中，它对计算的准确性有着很高的要求，因为数据计算的准确性直接关系到后续装配式混凝土建筑结构的稳定性，如果数据出现差错，必会给工程项目带来很大的干扰。这种计算方面出现的差错与设计人员和计算软件落后有关系。首先，设计人员对工程项目中的每个节点把握的不够详细致使计算出现偏差。其次，计算软件落后也会造成计算不准确而造成整个项目的不稳定。

4）设计方案存在问题

装配式混凝土建筑结构设计最终还是会落实到施工过程当中，为了全面提升设计方案的指导工作，促使它能够对施工过程起到良好的参考效果，必须对设计方案进行全面的优化，从而达到理想的效果。但是目前的设计方案存在着很多的问题与不足，并且表现得也特别繁杂，例如专业标识的规范性运用不正确，从而导致在后面的施工过程当中出现错误的理解，进而使他们将设计方案理解错误，导致工程项目的错误实施，也将工程项目的结构设计价值大大降低，所以在设计工作开展过程当中，设计人员一定要对这些问题引起重视。

3 装配式混凝土智能化结构概念

对于传统的结构来说，一旦经过设计或制造之后就很难对它的性能、使用状态进行合理的管控，所以传统结构的使用维护有很多的不方便。

现代材料技术的发展进步促进了人类社会进入信息时代，信息材料的生产也已经实现设计制造一体化。在现代土木工程的设计施工中，信息材料应用在建筑行业延长建筑结构全寿命周期有利于管理。工程师们利用这些元器件采集建筑物结构中物理元素信息，并通过计算机进行数据分析采集与反馈。使得建筑结构不仅仅用于承受建筑物所收到的各种复杂荷载，同时具备具有自感知、自分析计算、自推理及自我控制的能力[2]。

传统建筑的检测和维护一般采用无损检测，超声波无损检测就是捕捉超声波在材料传播时遇到不连续后反射回来的波，然后通过数据分析，分析检测物里存在的缺陷和几何特征测量的检测方法[3]。然而建筑结构一旦出现问题传统的无损检测不能再进行检测，还会受到各种外来干扰信息的影响，从而导致检测效率低。因此，智能装配式混凝土结构在这些方面有很好的应用前景，为装配式混凝土结构的智能化监测系统发展提供了保障。

4 装配式混凝土建筑结构设计中的解决策略

1）确立明确的设计原则

为了更好实现对于装配式混凝土建筑结构标准化设计的落实，就必须围绕着各个基本设计流程设置明确的设计原则，进行装配式混凝土建筑结构设计的全方位优化，解决以往设计中存在的缺陷与不足[4]。在目前的建筑结构设计工作当中，我们首先需要关注装配式混凝土建筑的适用性效果，保证相应的结构布置能够与后面的实际运行过程能够互相匹配，这样就可以提高装配式混凝土建筑的整体结构设计效率和设计价值；另外，为了能够保证装配式混凝土建筑结构的可靠应用，还需要关注他的安全性以及耐久性等原则，保证工程项目能够在后期的应用中具备良好的应用效果，这样也可以避免在后期的施工过程当中出现一些安全隐患，在一定程度上提高整体的应用性能，解决一些不必要的威胁。

2）保证整个结构的协调性

在装配式混凝土建筑结构设计当中，我们还要重视整个结构在工程项目中具有协调性，使后面的建筑结构具有适用性，避免由于自身存在的一些矛盾还有相互冲突，特别是对于后期施工过程中的一些暖通系统、给排水系统还有采光系统等，都需要进行相应的协调和处理，从而保证装配式混凝土建筑结构具有良好的使用效果。同时也需要设计人员全面的考虑这些因素，不仅可以提升工程项目的整个设计效果，还能辅助后面的系统设计还有施工建设创造有利的基础条件，特别是要避免每个方面存在的处理不当等情况，使装配式混凝土建筑结构设计的工作得到全面提升与优化。

3）注重核心细节

为了使装配式混凝土建筑结构设计工作得到全面有效的落实，为了使其在后面的工作当中拥有良好的应用效果，还要将工程项目中的每个核心细节进行完美的把握，使这些细节能够拥有良好的协调性与合理性，避免在后期的工作中出现比较大的缺陷和事物。在对细节进行优化处理的时候，把握关键节点不仅体现出很好的协调性以及预见性，还保证后面的各个相关系统能够有效地处理[5]。另外，还要保证它具有规范性，符合国家的相关规范和要求，这样就可以在一定程度上降低提高整体的应用价值。这对细节方面的处理要求比较高，难度也是非常大，需要设计人员不断提高自身的专业素质，满足行业要求。

4）装配式混凝土智能结构的应用

装配式混凝土智能结构是在建筑结构中将传感器、控制器及执行器同建筑结构本身进行融合，给予装配式混凝土建筑结构能对周围的环境变化做出反应，既能保证建筑结构的安全性、适用性，又能降低建筑结构的能耗。在发生台风、地震等灾害引起的强烈荷载作用下，建筑物可以自动调节建筑结构，使装配式混凝土整体结构系统处于安全情况。一旦建筑结构发生不可避免的结构性损伤或者破坏，可自动提出报警型号，引导建筑结构受破坏位置的人员进行紧急疏散，并且提供最为安全合理的逃生路线。这将极大的减轻灾害中的人员伤亡。

5 结语

为了使装配式混凝土建筑结构设计工作能够进行有效落实，对设计人员提出更高的要求，因此我们在后面的相关工作过程中需要不断的优化与控制，在一定程度上减少失误与隐患。另外，装配式混凝土智能结构的出现以及其他相应措施的实施，都能够在一定程度上避免这些问题的发生。智能结构在装配式混凝土领域的应用已经取得了突出的成绩，大大影响了结构设计理念和多学科交叉应用的发展。随着智能材料和技术的发展,已展现出其优越的性能和广阔的应用前景。