土木工程免费论文8000字

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浅谈由建筑施工引发的结构设计问题
Discussion on structural design issues caused by building construction

章亚光 （福州市房管局建筑设计院 350001）

[提 要] 介绍了建筑施工中引起的几个质量问题，针对出现的问题从结构设计方面提出了修改意见和加强措施。
[关键词] 建筑施工 结构设计 安全 质量
Abstract: Introducing some quality problems usually happened in the building construction, giving the suggestion and measures from structural design。
Key words: building constuction ; structural design ; security ; quality
设计与施工是建筑工程的两个重要环节，一个工程完成的好坏，设计与施工起到决定性的作用。建筑结构设计完成后，接下来就是进行施工。建筑施工能否按图施工？设计是否符合实际？施工质量是否能达到设计要求？这些都是作为结构设计人员应关注的。下面就施工中容易产生的几个结构问题进行讨论，同时作为结构设计人员宜针对这些对结构不利的情况，采取适当的措施。
1 现浇钢筋砼楼板支座负钢筋倒伏问题
楼板上的钢筋按设计要求绑扎完毕，隐蔽验收后方可开始浇捣砼，但施工中往往未注意保护已架立好的支座负钢筋，造成这些钢筋倒伏情况严重。这种情况造成支座负弯矩无足够的钢筋来承担，支座处板面就容易出现裂缝，板的刚度降低和挠度加大，使板的受力状态逐渐趋向简支，即跨中实际弯矩比设计弯矩大许多，因而使板配筋偏于不安全。
这种由于施工不当引起的安全隐患，当然首先应从施工方法及操作规程上采取措施，加强质量管理及隐蔽签证。另外结构设计也应针对这种实际情况采取必要的加强措施，设计文件中应明确提出施工要保证支座负筋位置准确的要求，施工时应设置足够的钢筋撑脚（马凳筋），以加强支座负筋的抗踩踏能力，设计时应注意适当加粗支座负筋和架立筋的直径。既然计算中连续板支座负钢筋按弹性分析与实际情况有出入，楼面板宜按塑性内力重分布的方法计算，从而减小支座弯矩，增大跨中弯矩，而屋面板考虑到防水防裂，仅跨中弯矩按塑性分析，这样使计算结果较为接近实际，也提高了板的安全度。
2 面层和装修的超重超载
施工中常常由于模板支撑不平，造成楼屋面板结构层不平整。有时由于砼浇捣不够认真，也会造成面层凹凸不平，这样就导致砂浆找平层加厚。一般设计找平层厚为20~25mm，而实际找平层最厚可达到70～80mm，平均也达到了20～30mm，无形之中就使恒载增加0.4～0.6KN/m2。同样砌体墙面不平，也存在面层加厚加重的情况。
当前住宅多为毛坯房，由业主自行装修，木地板与花岗岩地面荷重相差较大，还有顶棚有无做吊顶、吊柜等，这样造成装修荷载较难确定。
以上超重情况相当于设计降低了楼面的使用活荷载、降低了结构安全性。针对这种情况，设计中可根据当地的施工水平适当加厚面层进行计算。装修荷载方面，可考虑卧室采用木地板，厅、厨、卫部分采用花岗岩或缸砖地面。
3 柱与非承重墙、构造柱与梁的连接
在框架结构中后砌的填充墙与框架柱交接处，沿高度每隔500mm或400mm设2Φ6与柱拉结，伸入柱内的锚固长度不小于规范规定的受拉钢筋最小锚固长度，施工中浇柱砼之前须预留插筋，在柱侧模上钻孔，这在施工上存在一定难度，再加上如果施工措施未跟上，容易造成漏筋、错位情况严重。对后浇的构造柱往往都是上下各预留插筋，柱下端与梁上预留的插筋连接施工没什么问题，问题在上端，需要在模板上钻孔，定位困难，常常造成上下错位，插筋形同虚设。通常施工单位对遗漏、错位的插筋往往不够重视，采取钻孔，灌环氧树脂，然后插筋的办法，这种措施存在孔深不足，抗拔不满足要求的弊端。有的施工单位干脆凿开砼保护层，将拉结筋焊在柱箍筋上，这种破坏柱结构的做法更是不可取。拉结筋与构造柱对于抗震结构来讲有着相当重要的作用，无论是施工还是设计都应采取措施保证它们的有效作用。针对这种情况结构设计可修改插筋做法，以有利于施工和质量保证。对于遗漏错位的柱插筋、拉结筋设计上须明确采用植筋的做法，钻孔，灌结构胶，插筋锚入的深度不小于10d，这样才能确保起到构造柱和拉结筋的作用。
4 现浇砼楼板的干缩开裂问题
现浇砼楼板浇完砼后，往往在很短的时间楼面就开始出现龟裂，在温差较大的地区或季节尤为明显。显然这种裂缝不是板受荷重引起的，而是砼在干缩开始时出现的裂缝。这种裂缝的产生多数都是由于砼的水灰比太大引起的，这种干缩裂缝的存在使结构的刚度降低，挠度增大，受力后加速裂缝的开展，从而降低整个结构的安全性和耐久性。
现在不少工程采用的是商品砼（泵送砼），由砼预拌厂提供，因为泵送砼要求砼的和易性要好，流动性高，要有较大的坍落度。普通梁板结构的非泵送砼的坍落度是30～50mm，而泵送砼坍落度是100～200mm，相差很大。砼预拌厂为了达到可泵性，可能采取多掺水的做法，导致砼水灰比太大。
为了防止砼水灰比太大引起的干缩裂缝，应根据不同环境条件下砼的耐久性要求，结构设计文件上写明该工程砼允许的最大水灰比，避免砼出现太大的水灰比。同时砼预拌厂、施工单位和监理单位要加强对砼制作质量的管理和监督，以防止水灰比太大的砼在工程中使用。
5 梁贯通钢筋的连接
由于抗震结构承受地震反复作用，规范规定梁顶面和底面应有贯通全梁的钢筋，并规定了相应的构造要求，但对钢筋的接头位置未给予明确，而施工单位对接头位置应设于何处比较合适未必很清楚，这样可能造成接头设在结构不利之处。因此设计中宜对接头位置加以明确。钢筋不应在梁柱节点中切断或搭接，宜避开梁端加密区，不宜位于构件最大弯矩处。同时接头数量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2004。对于基础梁的受力情况往往同楼层梁相反，更应注明接头位置。
综上所述，设计与施工的关系是息息相关的，结构设计人员如能经常深入施工现场，了解具体的施工工艺以及施工存在的具体问题，就能不断积累经验，针对工程通病及施工难度，对设计进行不断地改进，提高设计水平，最大限度地降低工程中的安全隐患。

参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2004）

浅谈结构设计的基本原则
[摘 要]结构设计的目的、结构设计的四项基本原则。
[关键词]刚柔相济、多道防线、抓大放小、打通关节、建筑结构。

结构的设计的目的是使建筑物安全和能够适应使用的要求。结构设计还要遵循结构设计的主要要求是结构安全可靠（节省资金也是一项），所以，我们在结构设计中要保证这样要求和遵循这个原则。我们现在学习的结构有：钢筋混凝土结构、砌体结构、刚结构、道路和桥梁结构，我们毕业后将要从事的也是结构的设计，我们不能不去考虑一下有关结构设计的要求及其基本的原则，结构设计的好坏直接影响建筑物的使用和建筑业的发展，同时，还会影响到使用者的安全。基于这样的要求，下面来总结一下结构设计的基本原则。
结构设计的四项基本原则：
1、刚柔相济
合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。
2、多道防线
安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。也许我们会自信计算的正确性，但更要牢记绝对安全的防备构件是存在的，还是应该多多考虑：当第一道防线跨了，第二道防线能顶住吗？或者能顶住多少？还有没有第三、第四道防线？
3、抓大放小
“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。有人问：为什么不是“强柱强梁”“强剪强弯”呢？为什么所有构件都很强的结构体系反而不好，甚至会有安全隐患呢？
这里面首先包含着一个简单的道理：绝对安全的结构是没有的。简单地说，虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这时候牺牲在所难免，让谁牺牲呢？明智之举是要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎，不为瓦全”，如果平均用力，可能会“玉石俱粉”，损失则更大矣！在建筑结构中，柱倒了，梁会跟着倒；而梁倒了，柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待，企图让他们都“坚不可摧”，则可能会造成同时破坏，后果会更糟糕，损失会更大。所以关键时刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。
4、打通关节
在结构体系中，所谓关节，是指变化相聚之处，或变化出现的地方。不同类型的构件相接处，同一构件截面改变之处，是关节。广义上，诸如结构错层之处，体量改变之处，转换层亦是关节。关节无处不在，因为结构体系乃是变化的统一。外力突然袭来之时，对于单一的构件，力量的传递简明，因而容易控制。对于复杂的结构体系，关节的复杂性难于预测和控制,即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度，但因关节的普遍存在，力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断，破坏由此而发生。历次灾害表明，从节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。
所以理想的结构体系当然是浑然一体的--也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”，使力量在关节处畅通无阻。中医上云：“通则不痛，痛则不通”，结构就象一个人，气穴若不能畅通，症结和隐患就会产生。在设计的四项基本原则中，“刚柔相济”，“多道防线”，“抓大放小”是设计概念中的战略问题，但要想得让这些战略思想得以实现，靠的是“打通关节”这个原则作为保证的，结构设计的具体操作，最后全都归到“打通关节”的贯彻和实施上来。
如何打通关节？在设计概念里，要解决的是外力在结构体系内重分配的问题，要确保力量是按照各构件的刚度大小进行分配的，避免出现不合理的集中，最终达致静态的平衡。因结构形本为“静”，灭于“动”中。所有 “动” 的因素对于结构均为不利。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间，构件的组成元素与元素之间的静态平衡一旦被破坏，结构变成机动，“动”即是死，即为终结。可见设计者是协调者，其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态（也就是使其保持常态），或者是处在相对的静态之中。
综上所述，我们可以初步的了解一下结构设计的基本原则，从而为我们设计的合理和安全也奠定了基础。

浅谈现浇混凝土结构中后浇带施工
绍兴市水联建设工程有限公司 王开元 王水超
后浇带是指在现浇整体钢筋混凝土结构中，只在施工期间留存的临时性的带形缝，起到消化沉降收缩变形的作用，根据工程需要，保留一定时间后，再用混凝土浇筑密实成为连续整体的结构。根据笔者体会，将现浇混凝土结构中后浇带的施工方法作一介绍。
一、适用范围
本方法适用于高低结构的高层住宅、公共建筑及超长结构的现浇整体钢筋混凝土结构中后浇带的施工，其他有特殊要求结构中的后浇带施工可参照本方法。
二、施工工艺
1、由于施工原因需设置后浇带时，应视工程具体结构形状而定，留设位置应经设计院认可。
2、后浇带的保留时间。应按设计要求确定，当设计无要求时，应不少于40天；在不影响施工进度的情况下，应保留60天。
3、后浇带的保护。基础承台的后浇带留设后，应采取保护措施，防止垃圾杂物掉入。保护措施可采用木盖覆盖在承台的上皮钢筋上，盖板两边应比后浇带各宽出500毫米以上。地下室外墙竖向后浇带可采用砌砖保护。楼层面板后浇带两侧的梁底模及梁板支承架不得拆除。
4、后浇带的封闭。浇筑结构混凝土时，后浇带的模板上应设一层钢丝网，后浇带施工时，钢丝网不必拆除。后浇带无论采用何种形式设置，都必须在封闭前仔细地将整个混凝土表面的浮浆凿除，并凿成毛面，彻底清除后浇带中的垃圾及杂物，并隔夜浇水湿润，铺设水泥浆，以确保后浇带砼与先浇捣的砼连接良好。地下室底板和外墙后浇带的止水处理，按设计要求及相应施工验收规范进行。后浇带的封闭材料应采用比先浇捣的结构砼设计强度等级提高一级的微膨胀混凝土(可在普通混凝土中掺入微膨胀剂UEA，掺量为12%—15%)浇筑振捣密实，并保持不少于14天的保温、保湿养护。
三、施工要点
1、后浇带砼中使用的微膨胀剂和外加剂品种，应根据工程性质和现场施工条件选择，并事先通过试验确定掺入量。
2、所有微膨胀剂和外加剂必须具有出厂合格证及产品技术资料，并符合相应技术标准和设计要求。
3、微膨胀剂的掺量直接影响混凝土的质量，因此，其秤量应由专人负责，允许误差一般为掺入量的±2%。
4、混凝土应搅拌均匀，否则会产生局部过大或过小的膨胀，影响混凝土质量。所以应对掺微膨胀剂的混凝土搅拌时间适当延长。
5、后浇带砼应密实，与先浇捣的砼连接应牢固，受力后不应出现裂缝。
6、在预应力结构中，后浇带内的非预应力筋必须为预应力筋的锚固、张拉等留出必要空间。
7、预应力结构中的后浇带内有非预应力筋、预应力筋、锚具、各种管线等，此处的后浇带砼浇捣时，应高度注意其密实度。
8、地下室底板中后浇带内的施工缝应设置在底板厚度的中间，形状为“U”字型。
9、后浇带混凝土浇筑完毕后应采取带模保温保湿条件下的养护，应按规范规定，浇水养护时间一般砼不得少于7天，掺外加剂或有抗渗要求的砼不得少于14天。
10、浇筑后浇带的混凝土如有抗渗要求，还应按规范规定制作抗渗试块。
四、质量要求
后浇带施工时模板应支撑安装牢固，钢筋进行清理整形，施工质量应满足钢筋混凝土设计和施工验收规范的要求，以保证混凝土密实无裂缝。
五、效益分析
通过设置后浇带，使大体积混凝土可以分块施工，加快了施工进度，缩短了施工工期。由于不设永久性的沉降缝，简化了建筑结构设计，提高了建筑物的整体性，同时也减少了渗漏水的因素。
（绍兴市水联建设工程有限公司 王开元 王水超）

注：发表论文要交版面费的，8000字的论文要交很多钱的，基本没有。

土木工程材料论文范文

综上所述，智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点，将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。下面是我为大家整理的土木工程材料论文，供大家参考。

摘要：

通过学习“土木工程材料”课程，应该使学生既学到了知识，又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识，又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此，搞好“土木工程材料”的教学，意义十分重大。

关键词：土木工程;材料

一、课堂教学

(一)突出重点

“土木工程材料”较多的课程内容，在有限的学时内不可能全部讲解，应根据专业性质，分清主次，突出重点。以程云虹等主编的《土木工程材料》[1]为例，课堂重点讲解的内容是：绪论，第一章(土木工程材料的基本性质)，第二章(无机胶凝材料)，第三章(水泥混凝土)，第四章(砂浆)，第六章(土木工程用钢)，第七章(沥青及沥青混合料)。通过绪论的学习，学生对土木工程材料有一个梗概的认识，对“土木工程材料”这门课程有一个大致的了解;第一章让学生了解土木工程材料基本性质，包括物理性质、力学性质及耐久性能等，同时了解材料科学的基本理论，即材料的组成、结构和构造及其与材料性质之间的关系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分别讲解工程中最常用的几种土木工程材料的性质及应用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作为学生自主学习的内容，但教师应适时引导和鼓励学生在自主学习过程中积极思考并勇于提出问题。课堂教学中，把重点讲解的内容讲深讲透，让学生扎扎实实地掌握，做到学有所获;避免面面俱到，不求甚解。而且，有了重点讲解的内容作为基础，学生自主学习其他章节才不会感到困难。突出重点的课堂讲解与学生的自主学习有机结合，既有利于学生掌握系统的理论知识，又给予了学生自主学习的空间，有益于培养学生的质疑精神和解决实际问题的能力，发展学生的想象力和探索意识。

(二)科学讲解

“土木工程材料”课程的内容比较松散，讲解时容易产生平铺直叙的感觉，甚至索然无味;如能精心安排、科学讲解，效果会大不一样。比如，通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥，如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲，学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱，甚至不知所云。因此，对于这部分内容要进行科学整合，重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝结硬化过程、技术性质等等讲解透彻;而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时，抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应，然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性，这样内容紧凑了，脉络清楚了，学生掌握起来也就轻松了。了解了技术性质的异同点，进一步掌握各种水泥的工程应用就会很容易。再比如，在现代水泥混凝土技术中，外加剂已经成为水泥混凝土的一个重要组成成分，因此，为了内容的系统和完整，一般教材(如文献)都将“外加剂”放在“普通混凝土的组成材料”中来介绍。但外加剂是用来改善混凝土性能的，如果不了解混凝土的性能，很难深入理解外加剂的作用，因此，在讲授时，应作适当调整，把“外加剂”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面来讲，这样会更加方便学生对相关课程内容的理解和记忆。总之，科学地组织和讲解课程内容，对于做好“土木工程材料”课堂教学起到事半功倍的作用。

(三)理论联系实际

首先，从最熟悉的生活实际出发。土木工程材料与实际生活密切相关，其实，每个人在实际生活中都积累了很多相关经验，只是由于不具备专业知识，而不知道其中的道理。比如，某一水泥砂浆地面破损了，用水泥砂浆修补以后，需要浇水覆盖一段时间。相信很多人都见过这种做法，但不一定每个人都知道这是为什么。在讲解水泥的水化、凝结及硬化过程时，提到这一现象，学生一定会恍然大悟，原来这就是养护，并及时让学生了解养护需要一定的温度、湿度及时间。这样，把学生来自于生活的直接经验与书本上的理论知识结合起来，消除学生对课程的陌生感，激发了学生的学习兴趣。其次，大量列举工程实例。典型的工程实例是理解和消化理论知识的最有效方法，注重材料的工程应用背景，避免脱离工程孤立地讲解材料。比如，在讲到混凝土耐久性问题时，实例之一：北京三元立交桥桥墩，建成后不到两年，个别地方发生“人字形”裂纹，经分析认为主要原因是发生了碱-骨料反应;实例之二：乌克兰境内的切尔诺贝利核电站，由于钢筋混凝土结构的泄漏，造成大面积放射性污染，生态环境遭到严重破坏等。另外，还可以用数字来说明，“在工业发达国家，建筑工业总投资的40%以上用于现存结构的修理和维护，60%以下用于新的设施”。通过大量实例，使学生认识到混凝土耐久性的重要性，了解到很多混凝土结构的过早破坏不是由于强度不足，而是由于耐久性不足。最后，重视实验教学。实验课是“土木工程材料”课程的一个十分重要的教学环节，实验教学是课堂教学的一个很好的补充。实验课上，学生对从书本上学到的材料有了直观的认识，对材料的性能进一步了解，在自己动手做实验过程中，提高应用材料的能力。同时，通过实验验证基本理论，学习实验方法，培养科学研究的能力和严谨的科学态度。

(四)关注学科新进展

教材是教学的依据和根本，但教材的更新需要时间，而土木工程材料的发展非常迅速，因此，在教学过程中，应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展，并适时补充到教学中。同时，随着新材料及新技术的不断问世，有关材料的质量标准及相关设计和施工的规范也会随之更新，亦应将这部分内容及时补充到教学中。这样，有利于学生及时了解学科发展动态，拓宽专业视野，培养创新意识，激发探索精神，提高学生的工程素质及工程意识

二、课后作业

课后作业对课堂教学起到很好的巩固和补充作用。通过课后作业，学生能够更好地消化和理解课堂上学到的内容，并能对所学内容活学活用。本课程中，一部分课后作业来自于教材每章后面的复习思考题，需要教师紧扣课堂教学的重点和难点，从中精选，比如，混凝土骨料颗粒级配，普通混凝土配合比设计等。教师要对作业认真批改，并总结，使学生不是为了做作业而做作业，而是做到真正掌握。另一部分课后作业是综合性、讨论性的。比如，程云虹等主编的《土木工程材料》中的“开放讨论”部分，这部分内容具有一定的前瞻性，可以引导和启发学生做一些探索性的工作。即让学生从中选择自己感兴趣的内容，并围绕这一内容查阅文献，深度思考，自由讨论。拓宽了学生的视野，培养了学生科学研究的意识。

三、结束语

通过学习“土木工程材料”课程，应该使学生既学到了知识，又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识，又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此，搞好“土木工程材料”的教学，意义十分重大。

参考文献

1、国际大型土木工程承包项目投标风险定量评估刘睿天津大学2003-06-0155

2、土木工程中锚杆支护机理研究现状与展望贾颖绚,宋宏伟岩土工程界2003-08-3053

摘要：

关键词：

1智能材料在土木工程中的应用

1.1光导纤维在混泥土材料的监控

光导纤维材料，是一种光通信介质，其最大优点是传输速度快、信号衰减低和并行处理能力较强，经常被用于高要求的通信传输中。光导纤维和光纤传感器在土木工程中，主要用于对混泥土固化的监控。混泥土结构最大的缺点是抗拉强度弱、内部钢筋容易被腐蚀等，在大面积浇筑过程中由于混泥土结构内部和外部温度差异而导致混泥土块体出现裂缝。这种情况下，将光纤作为传感元件埋入混泥土结构中，对结构的强度、温度、变形、裂缝、振动等可能引起混泥土结构损伤的危险因素进行检测、诊断、预报。更进一步，如果控制元件能接入信息处理系统，并引入形状记忆类金属等智能材料，形成完整的控制系统，将能实现混泥土材料的自适应功能———这正是目前智能材料结构系统在土木工程中应用的前沿课题。

1.2压电材料

压电材料一般是指在收到压力后，材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知，利用传感器输出结果，从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上，采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，从而实现对于结构震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步，压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。

1.3压磁材料

压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理，当磁场的强度高于临界强度时，磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质，控制流体特性实施时需要较低的能量，因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点，磁流变材料可用于高层建筑的结构中，实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔，使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应，这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。

1.4形状记忆合金

形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的智能材料。形状记忆合金的形状被改变后，在一定条件下能激发其形状记忆效应，这一过程中，材料产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变，同时具有较强的能量传输储存能力。基于这一特性，形状记忆合金在土木工程中最大的用处是用于各种结构中来实现结构的自我诊断、增加材料的韧性和强度等、增强材料的适应控制。形状记忆合金还可以被研制成智能驱动器，用于对结构变形、裂缝和振动方面的控制。形状记忆合金具有较高相变回复力，结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统，该系统可实现相变伪弹性性能，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。目前的土木工程实践中，通常在结构层间或底部等受地震作用较大的位置安置形状记忆合金被动耗能控制系统，用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知，进而起到消耗地震能量的作用。

2智能材料的优点局限性

土木工程中应用的智能材料具有反馈信息、自我诊断、自我修复、自适应能能力，实践也表明，智能材料在实际土木工程中的应用使得工程结构具有高强度和耐久性等特点，同时能智能化地执行指令，能较好的适应外部环境的变化。但上述的光纤、形状记忆合金、压电和压磁等材料，本质上属于高智能复合材料，其最大的局限性在于使用成本很高，造价太贵。这一缺点，使得目前对于智能材料的应用智能局限于档次较高、标准较高的建筑工程，智能材料在普通民居建筑中的应用还遥遥无期。另外，智能材料的应用需要相应的技术和配套材料设备的配合支撑，在施工中对于施工技术和工艺的要求较高。因此，但就目前看，对智能材料的应用还不可能实现全方位的广泛普及，但是，智能材料可能是未来土木工程材料的研究和发展方向。

3结束语

综上所述，智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点，将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。目前智能材料的应用还局限在少部分高要求和高标准的建筑项目，科学界对于智能材料以及相关技术和配套设备的研究，是未来智能材料能广泛应用与土木工程结构的前提和基础。

参考文献

1、土木工程专业实践性教学环节改革的思考胡秀兰;祝明桥;刘锡军;程火焰;高等建筑教育2006-03-2556

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