摘要：本文回顧了有關(guān)“智能材料結(jié)構(gòu)”在土木領(lǐng)域的最新進(jìn)展，明確地涵定了“智能土木結(jié)構(gòu)”的基本概念及其發(fā)展過(guò)程，較為系統(tǒng)地闡述了構(gòu)成其理論體系的有關(guān)內(nèi)容及問(wèn)題。提出了結(jié)構(gòu)智能化三水準(zhǔn)概念及智能土木結(jié)構(gòu)的分類方法，建議了今后研究的策略及幾個(gè)主要方向。
關(guān)鍵詞：智能土木結(jié)構(gòu)，智能材料，自診斷智能土木結(jié)構(gòu)，智能控制，嵌入式智能土木結(jié)構(gòu)
1.引言
建筑起初是為了滿足人類生活的舒適要求和安全要求而產(chǎn)生的。原始時(shí)代的建筑物是利用天然材料制造而成的能蔽風(fēng)雨防侵襲的封閉空間。隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷發(fā)展，人類對(duì)建筑的要求也日益復(fù)雜和多樣化，結(jié)構(gòu)作為建筑的核心骨架，人們也對(duì)其提出了更高水平的要求。現(xiàn)代大型建筑物如高層建筑、大跨橋梁、大型水壩、地下建筑等都要求其土木結(jié)構(gòu)能提供更高的強(qiáng)度，以及更好的可靠性、耐久性及安全性。同時(shí)，在現(xiàn)代社會(huì)中，這些大型建筑物在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用已日益重要，這也尤其要求它們應(yīng)具有更強(qiáng)的防止災(zāi)害的能力。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大多通過(guò)提高建筑材料的物理力學(xué)性能、采用合理的結(jié)構(gòu)形式、加強(qiáng)施工管理以及定期結(jié)構(gòu)評(píng)估與維護(hù)等傳統(tǒng)手段來(lái)達(dá)到并滿足這些要求。然而，這些傳統(tǒng)的手段均屬一種消極的、被動(dòng)的方式：一旦建筑物被建成并投入使用，人們便失去了對(duì)結(jié)構(gòu)的全面控制，結(jié)構(gòu)失效、結(jié)構(gòu)災(zāi)害的發(fā)生便不以其設(shè)計(jì)者、建造者、使用者的意志為轉(zhuǎn)移了，人們對(duì)它的預(yù)測(cè)及防范工作都將是一件十分困難的事情。另外，若單純地依靠以往那種要求保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及延性的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)理念，當(dāng)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境因素超越某種程度以后，就會(huì)將既不經(jīng)濟(jì)，又達(dá)不到預(yù)期的效果。
考察眾多建筑災(zāi)害實(shí)例，人們發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，都有可能發(fā)生結(jié)構(gòu)失效。其原因在于：
1）由于結(jié)構(gòu)抗力的衰減、正常范圍內(nèi)的損傷積累而致使的強(qiáng)度及可靠性的降低；
2）由于材料的老化、腐蝕及力學(xué)性能的劣化（如徐變等）而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)耐久性失效；
3）由于施工質(zhì)量和使用不當(dāng)而給結(jié)構(gòu)造成的隱患以及損害；
4）由于結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期遭受動(dòng)荷載作用而造成的疲勞失效；
5）由于偶然的超載（如地震荷載、爆炸沖擊荷載等）造成的破壞。
以上這些原因都對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及安全性提出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無(wú)法滿足的要求。因而，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)而由結(jié)構(gòu)自身作出智能化反應(yīng)就顯得十分必要了。
2.智能土木結(jié)構(gòu)（IntelligentCivilStructure）概念的形成及研究現(xiàn)狀
2.1智能土木結(jié)構(gòu)（IntelligentCivilStructure）概念的形成
現(xiàn)代材料技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步促使了人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代，信息材料的生產(chǎn)業(yè)已實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。各種具有信息采集及傳輸功能的材料及元器件正逐漸地進(jìn)入土木工程師的視野。人們開(kāi)始嘗試將傳感器、驅(qū)動(dòng)材料緊密地融合于結(jié)構(gòu)中，同時(shí)將各種控制電路、邏輯電路、信號(hào)放大器、功率放大器以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集成于結(jié)構(gòu)大系統(tǒng)中。通過(guò)力、熱、光、化學(xué)、電磁等激勵(lì)和控制，使結(jié)構(gòu)不僅有承受建筑荷載的能力，還具有自感知、自分析計(jì)算、自推理及自我控制的能力。具體說(shuō)來(lái)，結(jié)構(gòu)將能進(jìn)行參數(shù)（如應(yīng)變、損傷、溫度、壓力、聲音、化學(xué)反應(yīng)）的檢測(cè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，具有一定的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算處理能力，包括人工智能診斷推理，以及初步改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、強(qiáng)度、剛度、形狀位置等能力，簡(jiǎn)言之，即使結(jié)構(gòu)具有自診斷、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自修復(fù)的能力。這就是智能土木結(jié)構(gòu)概念的形成過(guò)程。
文獻(xiàn)將智能結(jié)構(gòu)定義為：“將具有仿生命功能的材料融合于基體材料中，使制成的構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）具有人們期望的智能功能，這種結(jié)構(gòu)稱之為智能材料結(jié)構(gòu)”?？梢?jiàn)，智能結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能的升華。智能結(jié)構(gòu)在土木結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用便稱之為智能土木結(jié)構(gòu)。
2.2研究現(xiàn)狀
如前所述，智能土木結(jié)構(gòu)概念是為了解決評(píng)估結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、完整性、安全性及耐久性問(wèn)題而提出的。對(duì)土木建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)，不僅會(huì)大大減小維修費(fèi)用，而且能增強(qiáng)預(yù)測(cè)的能力。近來(lái)出現(xiàn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)均不能對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也不能很好地預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)的破損情況和進(jìn)行完整性的評(píng)估。這些方法的致命缺點(diǎn)是預(yù)報(bào)方式是自外而內(nèi)的，從信息傳播角度看，難免會(huì)夾雜進(jìn)種種干擾信息，從而使檢測(cè)結(jié)果失真、低效率，甚至?xí)?dǎo)致完全錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果。在結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋入傳感器，組成網(wǎng)絡(luò)，就可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能，這就是智能土木結(jié)構(gòu)的自內(nèi)而外的預(yù)報(bào)方式。智能土木結(jié)構(gòu)在這些方面有很好的應(yīng)用前景，目前主要應(yīng)用于高層建筑、橋梁、大壩等工程領(lǐng)域。
美國(guó)80年代中后期開(kāi)始在多座橋梁上布設(shè)監(jiān)測(cè)傳感器，用驗(yàn)證設(shè)計(jì)中的一些假定，監(jiān)視施工質(zhì)量和服役安全狀態(tài)，如在佛羅里達(dá)州的SunshineSkywayBridge橋上就安裝了數(shù)百個(gè)傳感器[2].英國(guó)80年代后期開(kāi)始研究和安裝大型橋梁的監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備。在我國(guó)，香港的LantanFixedCrossingBridge、青馬大橋，以及大陸的虎門橋、江陰長(zhǎng)江大橋也都在施工期間裝設(shè)了傳感系統(tǒng)，用以于監(jiān)測(cè)建成后大橋的服役安全狀態(tài)[3].1993年加拿大在Calgary建造的BeddingTrail大橋上首次成功地布置了光纖布拉格光柵傳感器，用以監(jiān)測(cè)橋梁內(nèi)部的應(yīng)變狀態(tài)。
在其它土木工程領(lǐng)域，如在采油平臺(tái)、大壩、船閘等大體積混凝土結(jié)構(gòu)中也曾嘗試布置傳感器來(lái)構(gòu)建智能結(jié)構(gòu)。同樣，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高性能、大規(guī)模分布式智能傳感元器件也為民用建筑及結(jié)構(gòu)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，智能大廈在我國(guó)已如雨后春筍般地涌現(xiàn)。在民用建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方面，對(duì)結(jié)構(gòu)的智能振動(dòng)控制方面的研究已有近30年的歷史了[4].
3.智能土木結(jié)構(gòu)理論的體系構(gòu)成
3.1結(jié)構(gòu)智能化歷程的層次劃分
傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)是一種被動(dòng)結(jié)構(gòu)，一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后，其性能及使用狀態(tài)將很大程度上存在著不可預(yù)知性和不可控制性，這就給結(jié)構(gòu)的使用和維護(hù)帶來(lái)不便。為了解決這一問(wèn)題，發(fā)展出了在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，它賦予傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)以在線監(jiān)測(cè)機(jī)制，從而為探知結(jié)構(gòu)內(nèi)部性能打開(kāi)了窗口，使人員可以方便地了解結(jié)構(gòu)內(nèi)部物理、力學(xué)場(chǎng)的演變情況，這就是結(jié)構(gòu)智能化的第一層次。在在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能處理機(jī)制，使得結(jié)構(gòu)具有自感知、自診斷、自推理的能力，從而使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了第二層次的智能化。
進(jìn)一步在結(jié)構(gòu)中引入自適應(yīng)及自動(dòng)控制機(jī)制，即根據(jù)自診斷自推理的成果，由在結(jié)構(gòu)中耦合的作動(dòng)系統(tǒng)做出必要的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)智能控制結(jié)構(gòu)，這就是第三層次的智能化。比如，對(duì)結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂、變形行為，結(jié)構(gòu)的銹蝕、老化、損傷行為，以及結(jié)構(gòu)的動(dòng)力振動(dòng)行為做出抑制性控制，在更高層次上對(duì)結(jié)構(gòu)起到保護(hù)和維修作用。
可見(jiàn)，在結(jié)構(gòu)智能化演化過(guò)程中，按其智能化程度的不同可劃分為如下三個(gè)層次：
22第一層次：自感知土木結(jié)構(gòu)（Self-sensoryCivilStructure），它是智能結(jié)構(gòu)的最低級(jí)形式；
22第二層次：自診斷智能土木結(jié)構(gòu)（IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure），具有對(duì)前一層次結(jié)果的智能化加工處理，包括結(jié)構(gòu)內(nèi)部力學(xué)物理場(chǎng)的自我計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)特定目標(biāo)參數(shù)的自我診斷，以及以做出結(jié)構(gòu)自身行為的應(yīng)對(duì)策略為目標(biāo)的自我推理等功能。
22第三層次：智能控制土木結(jié)構(gòu)（IntelligentControlCivilStructure），它是智能土木結(jié)構(gòu)的形式。
關(guān)鍵詞：智能土木結(jié)構(gòu)，智能材料，自診斷智能土木結(jié)構(gòu)，智能控制，嵌入式智能土木結(jié)構(gòu)
1.引言
建筑起初是為了滿足人類生活的舒適要求和安全要求而產(chǎn)生的。原始時(shí)代的建筑物是利用天然材料制造而成的能蔽風(fēng)雨防侵襲的封閉空間。隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷發(fā)展，人類對(duì)建筑的要求也日益復(fù)雜和多樣化，結(jié)構(gòu)作為建筑的核心骨架，人們也對(duì)其提出了更高水平的要求。現(xiàn)代大型建筑物如高層建筑、大跨橋梁、大型水壩、地下建筑等都要求其土木結(jié)構(gòu)能提供更高的強(qiáng)度，以及更好的可靠性、耐久性及安全性。同時(shí)，在現(xiàn)代社會(huì)中，這些大型建筑物在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用已日益重要，這也尤其要求它們應(yīng)具有更強(qiáng)的防止災(zāi)害的能力。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大多通過(guò)提高建筑材料的物理力學(xué)性能、采用合理的結(jié)構(gòu)形式、加強(qiáng)施工管理以及定期結(jié)構(gòu)評(píng)估與維護(hù)等傳統(tǒng)手段來(lái)達(dá)到并滿足這些要求。然而，這些傳統(tǒng)的手段均屬一種消極的、被動(dòng)的方式：一旦建筑物被建成并投入使用，人們便失去了對(duì)結(jié)構(gòu)的全面控制，結(jié)構(gòu)失效、結(jié)構(gòu)災(zāi)害的發(fā)生便不以其設(shè)計(jì)者、建造者、使用者的意志為轉(zhuǎn)移了，人們對(duì)它的預(yù)測(cè)及防范工作都將是一件十分困難的事情。另外，若單純地依靠以往那種要求保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及延性的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)理念，當(dāng)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境因素超越某種程度以后，就會(huì)將既不經(jīng)濟(jì)，又達(dá)不到預(yù)期的效果。
考察眾多建筑災(zāi)害實(shí)例，人們發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，都有可能發(fā)生結(jié)構(gòu)失效。其原因在于：
1）由于結(jié)構(gòu)抗力的衰減、正常范圍內(nèi)的損傷積累而致使的強(qiáng)度及可靠性的降低；
2）由于材料的老化、腐蝕及力學(xué)性能的劣化（如徐變等）而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)耐久性失效；
3）由于施工質(zhì)量和使用不當(dāng)而給結(jié)構(gòu)造成的隱患以及損害；
4）由于結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期遭受動(dòng)荷載作用而造成的疲勞失效；
5）由于偶然的超載（如地震荷載、爆炸沖擊荷載等）造成的破壞。
以上這些原因都對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及安全性提出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無(wú)法滿足的要求。因而，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)而由結(jié)構(gòu)自身作出智能化反應(yīng)就顯得十分必要了。
2.智能土木結(jié)構(gòu)（IntelligentCivilStructure）概念的形成及研究現(xiàn)狀
2.1智能土木結(jié)構(gòu)（IntelligentCivilStructure）概念的形成
現(xiàn)代材料技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步促使了人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代，信息材料的生產(chǎn)業(yè)已實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。各種具有信息采集及傳輸功能的材料及元器件正逐漸地進(jìn)入土木工程師的視野。人們開(kāi)始嘗試將傳感器、驅(qū)動(dòng)材料緊密地融合于結(jié)構(gòu)中，同時(shí)將各種控制電路、邏輯電路、信號(hào)放大器、功率放大器以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集成于結(jié)構(gòu)大系統(tǒng)中。通過(guò)力、熱、光、化學(xué)、電磁等激勵(lì)和控制，使結(jié)構(gòu)不僅有承受建筑荷載的能力，還具有自感知、自分析計(jì)算、自推理及自我控制的能力。具體說(shuō)來(lái)，結(jié)構(gòu)將能進(jìn)行參數(shù)（如應(yīng)變、損傷、溫度、壓力、聲音、化學(xué)反應(yīng)）的檢測(cè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，具有一定的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算處理能力，包括人工智能診斷推理，以及初步改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、強(qiáng)度、剛度、形狀位置等能力，簡(jiǎn)言之，即使結(jié)構(gòu)具有自診斷、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自修復(fù)的能力。這就是智能土木結(jié)構(gòu)概念的形成過(guò)程。
文獻(xiàn)將智能結(jié)構(gòu)定義為：“將具有仿生命功能的材料融合于基體材料中，使制成的構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）具有人們期望的智能功能，這種結(jié)構(gòu)稱之為智能材料結(jié)構(gòu)”?？梢?jiàn)，智能結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能的升華。智能結(jié)構(gòu)在土木結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用便稱之為智能土木結(jié)構(gòu)。
2.2研究現(xiàn)狀
如前所述，智能土木結(jié)構(gòu)概念是為了解決評(píng)估結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、完整性、安全性及耐久性問(wèn)題而提出的。對(duì)土木建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)，不僅會(huì)大大減小維修費(fèi)用，而且能增強(qiáng)預(yù)測(cè)的能力。近來(lái)出現(xiàn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)均不能對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也不能很好地預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)的破損情況和進(jìn)行完整性的評(píng)估。這些方法的致命缺點(diǎn)是預(yù)報(bào)方式是自外而內(nèi)的，從信息傳播角度看，難免會(huì)夾雜進(jìn)種種干擾信息，從而使檢測(cè)結(jié)果失真、低效率，甚至?xí)?dǎo)致完全錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果。在結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋入傳感器，組成網(wǎng)絡(luò)，就可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能，這就是智能土木結(jié)構(gòu)的自內(nèi)而外的預(yù)報(bào)方式。智能土木結(jié)構(gòu)在這些方面有很好的應(yīng)用前景，目前主要應(yīng)用于高層建筑、橋梁、大壩等工程領(lǐng)域。
美國(guó)80年代中后期開(kāi)始在多座橋梁上布設(shè)監(jiān)測(cè)傳感器，用驗(yàn)證設(shè)計(jì)中的一些假定，監(jiān)視施工質(zhì)量和服役安全狀態(tài)，如在佛羅里達(dá)州的SunshineSkywayBridge橋上就安裝了數(shù)百個(gè)傳感器[2].英國(guó)80年代后期開(kāi)始研究和安裝大型橋梁的監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備。在我國(guó)，香港的LantanFixedCrossingBridge、青馬大橋，以及大陸的虎門橋、江陰長(zhǎng)江大橋也都在施工期間裝設(shè)了傳感系統(tǒng)，用以于監(jiān)測(cè)建成后大橋的服役安全狀態(tài)[3].1993年加拿大在Calgary建造的BeddingTrail大橋上首次成功地布置了光纖布拉格光柵傳感器，用以監(jiān)測(cè)橋梁內(nèi)部的應(yīng)變狀態(tài)。
在其它土木工程領(lǐng)域，如在采油平臺(tái)、大壩、船閘等大體積混凝土結(jié)構(gòu)中也曾嘗試布置傳感器來(lái)構(gòu)建智能結(jié)構(gòu)。同樣，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高性能、大規(guī)模分布式智能傳感元器件也為民用建筑及結(jié)構(gòu)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，智能大廈在我國(guó)已如雨后春筍般地涌現(xiàn)。在民用建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方面，對(duì)結(jié)構(gòu)的智能振動(dòng)控制方面的研究已有近30年的歷史了[4].
3.智能土木結(jié)構(gòu)理論的體系構(gòu)成
3.1結(jié)構(gòu)智能化歷程的層次劃分
傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)是一種被動(dòng)結(jié)構(gòu)，一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后，其性能及使用狀態(tài)將很大程度上存在著不可預(yù)知性和不可控制性，這就給結(jié)構(gòu)的使用和維護(hù)帶來(lái)不便。為了解決這一問(wèn)題，發(fā)展出了在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，它賦予傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)以在線監(jiān)測(cè)機(jī)制，從而為探知結(jié)構(gòu)內(nèi)部性能打開(kāi)了窗口，使人員可以方便地了解結(jié)構(gòu)內(nèi)部物理、力學(xué)場(chǎng)的演變情況，這就是結(jié)構(gòu)智能化的第一層次。在在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能處理機(jī)制，使得結(jié)構(gòu)具有自感知、自診斷、自推理的能力，從而使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了第二層次的智能化。
進(jìn)一步在結(jié)構(gòu)中引入自適應(yīng)及自動(dòng)控制機(jī)制，即根據(jù)自診斷自推理的成果，由在結(jié)構(gòu)中耦合的作動(dòng)系統(tǒng)做出必要的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)智能控制結(jié)構(gòu)，這就是第三層次的智能化。比如，對(duì)結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂、變形行為，結(jié)構(gòu)的銹蝕、老化、損傷行為，以及結(jié)構(gòu)的動(dòng)力振動(dòng)行為做出抑制性控制，在更高層次上對(duì)結(jié)構(gòu)起到保護(hù)和維修作用。
可見(jiàn)，在結(jié)構(gòu)智能化演化過(guò)程中，按其智能化程度的不同可劃分為如下三個(gè)層次：
22第一層次：自感知土木結(jié)構(gòu)（Self-sensoryCivilStructure），它是智能結(jié)構(gòu)的最低級(jí)形式；
22第二層次：自診斷智能土木結(jié)構(gòu)（IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure），具有對(duì)前一層次結(jié)果的智能化加工處理，包括結(jié)構(gòu)內(nèi)部力學(xué)物理場(chǎng)的自我計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)特定目標(biāo)參數(shù)的自我診斷，以及以做出結(jié)構(gòu)自身行為的應(yīng)對(duì)策略為目標(biāo)的自我推理等功能。
22第三層次：智能控制土木結(jié)構(gòu)（IntelligentControlCivilStructure），它是智能土木結(jié)構(gòu)的形式。