压电机敏土木工程结构系统技术研究

提出在混凝土构件中埋入压电元件并构成网络，实现结构内在的仿生物敏感神经的机敏功能，不需外部供能（电源），长期在线不间断主动监测结构动态变化；结合机械或声激励，检测结构的静态参数。研究压电换能器在各种构件中的双向换能特性，对结构动态及静态参数、状态的监测原量，大范围分布的敏感网络拓扑结构，相应的信号采集和处理方法。采用联合时频分析等信号局部放大、分离技术、从敏感阵列的多维输出抽陷取检测信息，实现结构健康安全评估。本课题是信息获取和处理技术在建筑工程中的应用基础研究。压电机敏结构在工程中实现容易。 2100433B

开展具有应力应变损伤及温度自诊断、温度及变形自调节、阻尼与刚度自增强、裂纹与钢筋自防护的机敏混凝土及其结构的研究；探索材料组成性能与结构应用的关系与机制；解决机敏混凝土及结构应用的关键技术；获取具有自诊断、自调节、自增强、自防护的机敏混凝土结构系统设计的新原理新技术及新方法。这对重大工程结构的完整性耐久性具有重要意义。

计算在结构上所占的分量常为人所误解。许多结构设计大师，常在决定结构系统之后，才进行计算，此时的计算式通常也在认证当初所选择的结构系统。而许多结构的入门教材，在一开始时即强调结构计算。

本书的作者在本书中即以基本、少量的计算，来阐述结构系统如何作用。以最简要的方式，来解释自重、风力、地震等对缆索、拱、桁架、梁、柱、楼板所造成的压力、张力等。建筑师对结构的了解，不仅限于表面，更需深入其本质，这些结构特性与构件材料亦有关，需视材料为钢构、混凝土、石材还是木材而定。作者巧妙地强调各种结构特性荷重的分布情形，使得读者无论到哪个工地，都可很快地掌握构造物的结构特性。更重要的是，借由许多著名案例的解析，本书可令读者很快地了解结构设计的重点。

其配合比例的重量百分比为：硅酸盐水泥15%～55%，钢渣30%～70%，粉煤灰1%～20%，水7%～30%。采用与普通混凝土相同的制作方法和养护工艺，制作成监测用的机敏混凝土试块，埋设在被监测的混凝土工程结构中，或制成机敏混凝土工程结构。本发明具有组成简单；有良好的应力敏感性和较高的力学强度；造价低廉、废物利用、利于环保；制作工艺简单，便于推广应用等特点。机敏混凝土可广泛应用于桥梁、工业与民用建筑、水利大坝和核电站等领域中，无损监测性能好，是保证其安全使用、提高使用寿命且经济实用的机敏混凝土材料。

【 权利要求 】 一种机敏混凝土，由硅酸盐水泥、导电材料和水组成，其特征在于其导电材料为钢渣和粉煤灰，机敏混凝土的组分及重量百分比为：硅酸盐水泥15%～ 55%，钢渣30%～70%，粉煤灰1%～20%，水7%～30%，其中钢渣中铁氧化物含量的重量百分比为20%～30%，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为10%～20%。2100433B