پایش سلامت سازه چیست؟
پایش سلامت سازه‌ها یکی از مهم‌ترین فعالیت‌های مهندسی عمران شامل اندازه‌گیری، ثبت، تحلیل و ارزیابی پارامترهای مؤثر بر رفتار و عملکرد سازه‌ها در طول زمان است که به‌منظور ارزیابی وضعیت فعلی و پیش‌بینی عملکرد آینده یک سازه انجام می‌شود.
پایش سلامت سازه‌ها می‌تواند به‌صورت پیوسته یا مقطعی، با استفاده از روش‌های غیر مخرب یا مخرب، و با استفاده از داده‌های حاصل از تست‌های میدانی یا آزمایشگاهی صورت گیرد. هدف از پایش سلامت سازه‌ها این است که بتوان برای حفظ و بهبود کارایی، امنیت، دوام و پایداری سازه‌ها تصمیمات مناسب را اتخاذ کرد. این فعالیت با استفاده از روش‌های مختلف نظیر آزمون‌های غیر مخرب، روش‌های تشخیص خطا، روش‌های تحلیل داده‌ها و روش‌های تصمیم‌گیری چند معیارِ انجام می‌شود.
هدف از پایش سلامت سازه‌ها چیست؟
- شناسایی وضعیت فعلی سازه و تغییرات آن نسبت به زمان طراحی و اجرا
- تشخیص و ردیابی خسارات احتمالی در سازه و عوامل مؤثر بر آن
- پیش‌بینی رفتار آینده سازه و عمر باقیمانده آن
- تعیین نوع، حجم و زمان مناسب برای اقدامات تعمیر و نگهداری
- کاهش هزینه‌های نگهداری و بهبود کارایی سازه
به عبارت ساده‌تر انتظار می‌رود که با شناسایی و ردیابی علائم آسیب، تغییر شکل، ترک، خوردگی، رانش، نشست و غیره در سازه‌ها، بتوان اقدامات لازم برای جلوگیری از بروز حوادث ناگوار، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، افزایش عمر مفید و بهبود کارایی سازه‌ها را انجام داد. این فعالیت به مهندسان و مدیران سازه‌ها کمک می‌کند تا بتوانند وضعیت فعلی سازه را شناسایی کرده و تصمیمات مناسب برای بهبود، تعمیر، تقویت یا حذف سازه را بگیرند.
برخی از مزایای پایش سلامت سازه‌ها عبارت‌اند از:
- پایش سلامت سازه‌ها می‌تواند به‌عنوان یک روش پیشگیرانه عمل کند و با شناسایی مشکلات قبل از تشدید آن‌ها، از وقوع خسارات جبران‌ناپذیر جلوگیری کند. به‌عنوان‌مثال، پایش سلامت پل‌ها می‌تواند با تشخیص تغییرات در فرکانس طبیعی، مقاومت باد، نقطه صفر دینامیک و غیره، از رخ دادن فروپاشی پل‌ها در صورت زلزله یا بارگذاری شدید جلوگیری کند.
- پایش سلامت سازه‌ها می‌تواند به کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سازه‌ها کمک کند. با استفاده از پایش سلامت سازه‌ها، می‌توان به‌جای انجام تعمیرات دوره‌ای و گسترده، تعمیرات محلی و موردنظر را انجام داد. به‌عنوان‌مثال، پایش سلامت لوله‌های نفت و گاز می‌تواند با شناسایی منابع نشت و خوردگی در لوله‌ها، از انجام عمل جراحی بر روی لوله‌های طولانی و پرهزینه جلوگیری کرد.
- افزایش طول عمر سرویس و کارآمدی سازه‌ها با بهینه‌سازی زمان و نحوه اقدامات لازم
- کاهش خطرات ناشی از خراب شدن یا ریزش سازه‌ها بر روی جان و مال افراد و محیط‌زیست
- افزایش اعتماد عمومی به کیفیت و قابلیت اطمینان سازه‌ها
انواع روش‌های پایش سلامت سازه‌ها
پایش سلامت سازه‌ها بسته به نوع، مقیاس، کاربرد و شرایط محیطی سازه موردنظر، ممکن است با روش‌های مختلف اجرا شود.
برخی از روش‌های پایش سلامت سازه‌ها عبارت‌اند از:
– پایش دوره‌ای (مقطعی): در این روش، پارامترهای موردنظر در فواصل زمانی مشخص و با استفاده از دستگاه‌های قابل‌حمل اندازه‌گیری می‌شوند. این روش مناسب برای سازه‌های کوچک، تحت بارگذاری محدود، کم تغییر یا دورافتاده است.
– پایش پویا (پیوسته): در این روش، پارامترهای موردنظر به‌صورت لحظه‌ای و با استفاده از حسگرهای ثابت بر روی سازه یا در داخل آن اندازه‌گیری می‌شوند. این روش مناسب برای سازه‌های بزرگ، بار با فرکانس بالا، پر تغییر یا حساس است. . پایش پیوسته دارای مزایای بیشتری نسبت به پایش دوره‌ای است، زیرا می‌تواند تغییرات جزئی و ناگهانی را در سازه ثبت کند و با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند، خطرات احتمالی را پیش‌بینی و هشدار دهد.
– پایش فعال (اکتیو): در این روش، یک منبع تحریک خارجی (مانند چکش، لوله صوت، القاء الکترومغنات) بر روی سازه قرار می‌گیرد و پاسخ سازه به این تحریک با استفاده از حسگرهای مناسب اندازه‌گیری می‌شود. این روش مناسب برای تشخیص خسارات محلی، تعیین خواص مکانیکی و مدل‌سازی سازه است.
– پایش غیرفعال (پسیو): در این روش، هیچ منبع تحریک خارجی بر روی سازه قرار نمی‌گیرد و پاسخ سازه به تحریک‌های طبیعی (مانند باد، زلزله، ترافیک) با استفاده از حسگرهای مناسب اندازه‌گیری می‌شود. این روش مناسب برای تشخیص خسارات گسترده، تعیین رفتار دینامیکی و مدل‌سازی سازه است.
نحوه اجرای پایش سلامت سازه‌ها
برای اجرای پایش سلامت سازه‌ها، لازم است که ابتدا هدف و محدوده پایش را تعریف کرده و پارامترهای قابل‌اندازه‌گیری را شناسایی کنید. سپس باید روش مناسب برای اندازه‌گیری و ثبت داده‌ها را انتخاب کرده و دستگاه‌ها و سنسورهای لازم را نصب و تنظیم کنید. در مرحله بعد، باید داده‌های جمع‌آوری‌شده را با استفاده از روش‌های آماری و تحلیل سیگنال، تحلیل و مقایسه کرده و شاخص‌های سلامت سازه را محاسبه کنید. درنهایت، باید نتایج تحلیل را با استانداردها و مقادیر مرجع مقایسه کرده و در صورت لزوم، اقدامات لازم را برای حفظ یا بهبود سلامت سازه انجام دهید.
پایش سلامت سازه‌ها یک فعالیت حساس و حرفه‌ای است که نیاز به دانش و تجربه فنی دارد. برای اجرای پایش سلامت سازه‌ها، بایستی از خدمات شرکت‌های متخصص و معتبر در این زمینه استفاده. درهرصورت، پایش سلامت سازه‌ها یک سرمایه‌گذاری مقرون‌به‌صرفه برای حفظ و افزایش ارزش سازه‌های شما است.
دپارتمان پایش سلامت سازه شرکت برنا بهینه تدبیر متشکل از متخصصین حوزه کنترل سازه، آماده ارائه هرگونه مشاوره تخصصی درزمینه انتخاب و اجرای برنامه پایش سلامت انواع سازه (پل‌ها، سکو‌های نفتی، خرپاهای سقفی، سازه‌های فضا کار…) به متقاضیان محترم می‌باشند.
