Page 54 - BIM技术理论与应用实践

第二章 BIM 技术在土木建筑工程设计中的应用

变。它可以根据外部温度和磁场的变化，更改自己的体系结构、架构和频率，以
适应外部变化并将损失降到最低。
第二，感知类材料主要用于系统的传感器功能，如用于合成金属、光纤等实

现传感功能。通常，土木工程系统的智能结构就像一个仿生结构体系，该系统旨
在使土木工程结构更智能。由于社会的发展和进步正在提高对土木工程结构的要
求，土木工程智能结构系统的发展是一种趋势。
在当今工程应用中，智能结构体系设计主要关注以下领域：现代建筑中常用

的视觉与声发射技术、超声技术、无损检测技术和监测技术。但是，这些技术的
应用通常是有限的，只能用于建筑。当检测投入使用过程中时，将忽略对该环节
的检测，从而造成施工不及时。然而，智能结构自我认知，新的传感器元件，例
如光纤技术和半导体设备，可以有效地减少损坏程度。

（二）土木项目建设中对智能结构的应用
1. 外形记忆类合成金属的应用
发生地震时，短时间内会产生大量能量，从而摧毁建筑，使用外形记忆类合
成金属，大大抵消了变形能量，从而提高了抗震能力。尤其是基于使用具有较强

相变特性的外形记忆合成金属。它的工作机制是使用耗能器检测建筑物的变形结
构，并抵消地震产生的能量，以达到抗地震效果。土木工程智能结构主要由信号
处理器，传感器和控制装置组成，这与仿生学理论是一致的，并且可以模仿建筑
结构的潜在危险，然后迅速进行调整。例如，传感器结构发现存在安全隐患，安

全传输风险的信息将被发送到控制器，控制器逐渐调整该信息以实现智能化处理
的目的。使用智能结构对土木工程的维护和设计产生了很大的影响。
2. 压电材料的应用
在现有系统中，使用压电材料不仅可以实现静态形变和噪声控制，而且还可

以执行维护、安全管理、状态监视等任务，并提高了抗风和抗震能力。压电工艺
一般在建筑中被广泛使用，以提高抗地震措施并取得良好的效果。
智能材料可以分为两类：一是受生产材料的驱动，包括各种形状记忆材料和
磁流变体材料。这些材料中最重要的是利用温度和电场，磁场的大小，位置和频

率形成适应功能。二是传感器元件的，其特征在于材料的内部和外部结构刺激材
料的强度和张力，这就是为什么它也被称为压电材料。该材料主要用于光纤，亚
聚合物合金和压电陶瓷。该材料对当前用途非常重要。材料可以通过温度、电场

41