摘要：随着信息技术在我国的生产工作的人民生活之中的普及，人们对于智能建筑的需求也变得更为强烈。智能材料是指具有一定生物特征的应用材料，在当前的建筑行业发展之中有相当大的发展潜力，本文对智能材料在土木工程建设之中的应用方式进行了分析和介绍，希望在未来智能材料的使用过程中作为参考，推动智能材料在我国土木工程建设中的普及。
关键词：智能材料；土木工程建设；应用分析
一、智能材料的概念和特点
1、概念
智能材料在当今的建筑行业之中并没有一个相对完善且全面的定义，在实际的建设过程之中，一般是根据材料是否具有某方面的功能或是性质来决定其是否属于智能材料。在功能和性质上来说，智能材料是指有感知周边环境能力并根据感知可以作出一定的结构上调整的材料，其对于周边环境的适应性改变是智能材料分类的主要特征。智能材料的出现和使用都较晚，在建筑发展史上，属于第四代材料，前三代材料分别为天然材料，比如混凝土等；高分子材料，比如碳纤维；人工设计材料比如铝合金等。
2、特点
智能材料的基本特点极为其功能性的基础，智能材料在建筑行业之中的应用都是基于其可以对外界环境产生适应性变化。议案不能来说，根据这个特点，可以将现有的智能材料分为七大功能，其中包括传感功能、反馈功能、信息识别和记录功能、环境响应功能、自诊断功能、自修复功能和自适应功能，总体而言，假如材料具有如下的特征即可将其称为智能材料：
（1）具备感知功能，材料必须可以检测周边环境之中的刺激及其强度，在外界环境之中的刺激一般包括电、光、热量等刺激性因素；
（2）具备响应能力，材料必须可以在外界环境的刺激上产生响应性的变化；
（3）可控制性，材料在使用之中可以由共层人员对其响应外界刺激作出的反应进行控制，可以实现对外界刺激的程序式响应；
（4）反应时间段，智能材料对外间环境刺激的反应时间要较为恰当，适合建筑的功能需求；
（5）恢复性，在外界的刺激消失之后可以恢复原状。
二、智能材料的应用
1、智能土木结构工程的发展现状
智能材料在土木结构工程之中的应用主要是为了增强土木结构建筑的自我检修和维护能力，建筑的自我维护能力增强可以减少国家和建设企业对建筑的维护费用，同时也增加了建筑企业的估计能力。在当前的智能材料土木结构建筑之中，施工使用人员一般是将智能材料和传感器相结合，在建筑的内部构成传感器检查网络，实现对建筑情况的检修。在实际的设计之中，工程人员一般将智能材料作为传感器，将其与无线网络、数据库检测作为一个 整体的检测系统来构建，通过实时的物联网网络链接，检测系统可以做到24小时无间断的系统检测 。这种检测系统的构建思路可以减少人工检测的工作时间，增加检测和修复工作进行的效率，解决 生活之中建筑结构检修之中的种种问题。
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检测结构问题的主要原理是利用智能材料在受到外界的环境刺激后会出现适应性变化的特点， 在建筑的建设过程之中，建筑技术人员会对智能材料的应激特性进行设定和修改，将其在刺激下产生的应激反应进行程序性的设置，在建筑结构出现突然变化时，智能材料就可以完成提前设定的反应，进而实现对建筑情况的监控。在实际的检测系统的建设之中，工程部门一般会在同一区域内建设多个检测点，以便于更为全面的进行检测。检测节点的选择可以使用智能材料来完成。之后，为了保持各个检测点数据的联通和交互，可以使用无线网络将各 个检测节点进行链接，通过多个检测节点来对建筑的结构和质量进行全方面的检测，在检测节点 检测完毕并将数据分析之后，各个节点可以通过无线网络将所得到的数据传输给当地的建筑质量监理部 门，实现建筑质量的实时检测和分析。在出现异常情况时，节点分析系统可以将报警信息 传输给当地建筑维护人员，将被检测建筑的结构情况的可能故障向检测人员进行回报，由检 测人员对故障点进行实际的检测知州，确定实际的故障和维修方式。
数据分析中心主要是对节点所检测的建筑结构情况等基础的信息进行汇总和分析，节点通过检测得 到建筑的结构数据之后，通过无线网络链接将检测数据传输到数据分析中心。除了数据的分析 和处理之外，数据分析中心还对节点工作情况进行调整，通过无线网络链接，数据分析中心可以对 检测节点进行实时的配置，方便在检修出现问题之后安排更为详细的检测流程。在对数据进行分析 和汇总之后，数据分析系统还可以对数据之中不满足正常工作状态的数据进行向当地技术检修部门 的报警，对可能出现故障的建筑位置进行上报，等待修复工作的完成。数据分析中心是物联网检测系统的数据中枢和调控中枢，对于系统的正常运作非常重要。在建筑检测系统的构建之中，物联网的作用主要是将检测节点之中的各个检测元件通 过无线网络进行互相连接，其各自对于工作信息的采集都可以通过物联网进行综合和分析，每个节 点作为检测过程之中的信息源，其对于工作信息的不断采集和更新可以增强检测系统的工作效率 ，有利于系统的智能化处理。多种信息的采集也可以通过系统的互相链接来对系统的功能进行优化 ，具有自我调节能力。在对于物联网建筑检测系统的构建之中，设计人员可以将无线网络作为串联 各个检测节点的工具，将网络的数据传输功能与节点的信息采集功能相结合，是系统具有自行传输 数据和处理数据的能力，对于故障检测系统的工作效率有很大的提高。
2、智能材料的应用
在建筑的质量检测系统的构建过程之中，智能材料所充当的角色是传感器，即通过其根据周边环境变化作出应激反应的特性来进行对建筑结构强度的检测。一般按照智能材料的自身性质，将其分为感知型材料和驱动型材料。智能材料在系统之中作为检测节点，督责对于建筑质量和强度的实地监控。检测节点的监控系统主要是由智能材料和传感器组成，治理所使用的智能材料一般是感知型，用该种类材料的感知特性来实现对环境的监控，通过其应激变化，检测人员可以得出建筑的质量情况。检测节点在完 成数据的检测和分析之后，会将实际的数据进行初步收集，之后通过网络传输到数据处理中心。检 测节点是物联网检测系统的基本组成部分，其工作效率和工作状态直接关系着检测工作的正常进行 与否。在实际的检测工作之中，为了数据收集的全面准确和防治检测过程之中出现的事故，在检测 网络的构建之中一般会在同一检测区域内设置多个检测节点，满足数据收集的多样性要求，并防治 出现的事故。在系统的构建过程之中，检测系统需要对建筑正常状态下的质量数据进行提前 的设置，以便于在检测的过程之中对故障的反应。在节点的设计之中，还要给节点设置维修检测功 能，即在工程维修完成之后对检修人员进行报告，提高检修工作的进行效率。同时节点的检修工作 时间的设置对于检测的正常进行也有很大的意义，在建筑结构故障多发时，检测节点应该增加检测的频 率和检测时间，以便于故障的及时发现。
三、结语
智能材料的出现促进了我国建筑管理行业的发展，其针对环境变化的应激反应极大的促进了我国管理和检修从业者对建筑质量变化检测的效率，从而减少了可能发生地建筑结构破坏，在器未发生时就可以进行相关部位的维护，降低了建筑检修过程之中的经济花费。
参考文献
[1] 陶艳.压电智能材料在土木工程中的应用[J].科技资讯. 2007(12).
[2] 邓友生,李秉南,孙宝俊.有机预应力[J].世界桥梁. 2003(02).
论文作者:张惟道
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/11
标签：材料论文; 智能论文; 节点论文; 建筑论文; 数据论文; 功能论文; 检测系统论文; 《基层建设》2017年第12期论文;