فرایند پایدار SHM شامل ذخیره پارامترها بصورت پیوسته و یا تناوبی بوده که بهترین نحو عملکرد سازه را منعکس می‌کند. با توجه به نوع سازه و نیازهای مانیتورینگ، SHM می‌تواند همه خواسته‌های مذکور را در ترم‌های کوتاه(بطور مثال چند روز)، ترم‌های متوسط(بطور مثال چند روز تا چند هفته)، ترم‌های طولانی(چند ماه تا چند سال) یا در تمام طول عمر سازه برآورده کند.
ابتدا پارامترهای نماینده به منظور مانیتوره کردن وابستگی بین نوع سازه، هدف سازه، بارگذاری، مواد سازنده(ساختمانی)[۷۵]، شرایط محیطی و پدیده فرسایش انتخاب می‌شوند(بطورکلی آنها می‌توانند مکانیکی، فیزیکی یا شیمیایی باشند). مهمترین پارامترهای مانیتوره شونده در جدول(۲-۱) ارائه شده است. تمرکز این پروژه بر روی حس پارامترهای مکانیکی و تا حدودی پارامترهای فیزیکی با بهره گرفتن از حسگرهای فیبرنوری می‌باشد.
جدول ۲‑۱:پارامترهایی که بارها و بارها مانیتوره می‌شوند .[۵۵]
| نوع پارامتر | |
| کرنش- تغییر شکل - تغییر مکان – ترک – تنش | مکانیکی |
| درجه حرارت – رطوبت – فشار هوای خالص | فیزیکی |
| نفوذ کلرید – نفوذ سولفات – PH – نفوذ کربن – اکسیداسیون – پوسیدگی چوب | شیمیایی |
مانیتورینگ می‌تواند در سطح موضعی(مواد) یا در سطح سراسری(سازه‌ای) انجام شود. مانیتورینگ در سطح مواد، اطلاعات مربوط به رفتار موضعی مواد را فراهم کرده، اما اطلاعات درباب رفتار سراسری سازه را کاهش می‌دهد. مانیتورینگ در سطح سراسری اطلاعات بهتری از تغییرات رفتار سازه‌ای و عملکرد آن را فراهم می‌کند.
اگر بدن انسان به عنوان یک سازه در نظر گرفته شود، شرایط ناسالم آن بوسیله سیستم اعصاب کشف می‌شود. بر اساس اطلاعاتی که مغز دریافت می‌کند(درد در بخش‌هایی از بدن) فرد تشخیص می‌دهد که بیمار است و برای پیشگیری و درمان به پزشک مراجعه می‌کند. پزشک تعهد دارد که آزمایشات تشخیص عیب را انجام داده و روش درمان مناسب را توصیه کند. چگونگی این فرایند در شکل(۱-۱) به تصویر کشیده شده است. [۵۵]
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
مفهوم ارائه شده در بالا را نیز می‌توان به سازه ارجاع داد. هدف اصلی مانیتورینگ، کشف رفتار غیر معمول سازه‌ای که بیانگر سوء رفتار سازه است, می‌باشد. شرایط ناسالم بوسیله بازرسی سازه، فرایند تشخیص عیب و در نهایت تعمیر آن رفع می‌شود. این فرایند با عملیات مشابه در بدن انسان در شکل(۲-۱) مقایسه شده است.
شکل ۲‑۱: مقایسه بین فرایند مانیتورینگ و سیستم رفع عیب بدن انسان.[۶۹]
فواید و نیازهای مانیتورینگ
طبیعتا ایمنی عضو جدایی ناپذیر مانیتورینگ می‌باشد. زمانی که رفتار غیر معمول سازه‌ای بوسیله سیستم مانیتورینگ کشف شود، خطر فروپاشی ناگهانی به میزان مناسبی کاهش یافته و تا حد زیادی از آسیب‌های جانی جلوگیری می‌شود. کشف عیب در مراحل اولیه سبب کاهش چشمگیر هزینه‌های نوسازی و تعمیر و نگه‌داری می‌شود.
استفاده از مواد، تکنولوژی‌های ساخت و سیستم‌های سازه‌ای جدید روز به روز افزایش یافته، پس افزایش دانش عملکرد در محل[۷۶]، ضروری بوده و مانیتورینگ به راحتی پاسخگوی سوال‌هایی در زمینه کنترل طراحی، بررسی عملکرد، کالیبراسیون مدل‌های عددی و… می‌باشد.
در مقایسه سازه مجهز به سیستم مانیتورینگ و سیستم فاقد آن مشاهده می‌شود که با وجود بارگذاری بالاتر، عملکرد مناسب‌تری نیز بدست آمده و در هزینه‌های تجدید ساخت نیز صرفه‌جویی چشمگیری می‌شود. در نهایت مانیتورینگ به پیشگیری حوادث مخرب اجتماعی، اقتصادی، اکولوژیک و آسیب‌های زیبا شناختی و… در سوء رفتار سازه‌ای کمک می‌کند.[۶]
مانیتورینگ دائمی طول عمر
مانیتورینگ نباید به سازه‌هایی که ناکارایی آنها تایید شده, محدود شود(این ابتدایی‌ترین کار مانیتورینگ می‌باشد). در مواردی که با بهره گرفتن از مدل‌های عددی، امکان سنجش مستقیم رفتار سازه‌ای و کشف سوء رفتار مهیا نمی‌باشد، جمع آوری اطلاعات حالت سلامت سازه کمک فراوانی به به سیستم کشف عیب می‌کند [۲۰].
مرحله ساخت به دلیل تغییر خواص مواد بر اثر فرسودگی در سازه‌های بتنی و کامپوزیتی، یک مرحله بسیار حساس می‌باشد. ممکن است ایرادهایی(برای مثال ترک خوردگی زودرس) که در طی ساخت رخ می‌دهند، پیامدهای خطرناکی در عملکرد سازه داشته باشند[۲۰]. داده‌های مانیتورینگ در فهم رفتار حقیقی یک سازه کمک کرده(به مهندسین طراح) و این امر منجر به ایجاد تخمین‌های دقیق‌تری از عملکرد سازه می‌شود. نصب سیستم‌های مانیتورینگ در طی مرحله ساخت امکان مانیتورینگ دائمی در کل طول عمر سازه را فراهم می‌کند. بهترین روش برای کاهش هزینه و افزایش عملکرد سازه‌های پیچیده(سازه‌هایی با بارگذاری پیچیده مانند هواپیماهای غول پیکر, پل‌های عظیم) نصب سیستم مانیتورینگ در مرحله ساخت می‌باشد.
مرحله خدمات مهمترین دوره در طول عمر یک سازه می‌باشد، در طی این مرحله به منظور جلوگیری از تجزیه ناشی از فرسودگی, مواد سازنده تحت کنترل در می‌آیند. تجزیه مواد نیز به دلایل مکانیکی(بارگذاری بالاتر از مقادیر تئوری) و عوامل فیزیکی شیمیایی(خوردگی، نفوذ رطوبت، نمک، کلرید در بتن و یخ زدگی بتن و…) صورت می‌گیرد.
یکی ازپیامدهای تجزیه مواد, کاهش ظرفیت پایداری و ایمنی موضعی می‌باشد. مانیتورینگ در طی خدمات اطلاعاتی درباب رفتار سازه‌ای تحت بارهای پیش‌بینی شده فراهم کرده و همچنین اثرات بارگذاری‌های اضافی پیش‌بینی نشده را ذخیره می‌کند. داده‌های بدست آمده از مانیتورینگ در کشف آسیب، ارزیابی ایمنی و تعیین ظرفیت باقیمانده سازه, مفید می‌باشند. کشف آسیب در مراحل اولیه از این جهت که می‌تواند از وقوع حوادث ناگواری جلوگیری کند، بسیار مهم است. در صورتی‌که آسیب در مراحل اولیه کشف نشود با ادامه بارگذاری‌ها آسیب شدیدتر شده و دیگر نمی‌توان سطوح عملکرد را ضمانت کرد. در هرصورت کشف دیرهنگام آسیب، هزینه‌های نوسازی را بالا برده و در بعضی حالات سازه از کار افتاده و بلا استفاده می‌شود (در صنایع هوافضا اصطلاحا می گویند، هواپیما گراند شده است و نیاز به انجام تعمیرات اساسی دارد). [۱۷]
زمانی که سازه دیگر عملکرد مورد انتظار را ندارد و هزینه‌های بازسازی یا تقویت بی نهایت بالا رفته باشد، عمر سازه به پایان رسیده و باید از ادامه فعالیت آن جلوگیری شود(اصلاحا سازه بی مصرف شده است)[۷۷].
فرآیندهای مانیتورینگ سلامت سازه
عملیات مرکزی(فعالیت مرکزی)[۷۸]
انتخاب استراتژی مانیتورینگ.
نصب و راه اندازی سیستم مانیتورینگ.
تعمیر و نگه‌داری سیستم مانیتورینگ.
مدیریت داده[۷۹].
اعمال فعالیت در صورت قطع مانیتورینگ[۲۰].
هرکدام از فعالیت‌های مرکزی در جای خود مهم بوده، اما مهمترین آنها انتخاب استراتژی مناسب برای مانیتورینگ می‌باشد که بر هرکدام از فعالیت‌های مرکزی و زیر فعالیت‌های آن تاثیر گذاشته و شامل موارد ذیل است.
تعیین اهداف مانیتورینگ.
شناسایی و انتخاب پارامترهای نماینده.
انتخاب نوع سیستم مانیتورینگ.
طراحی شبکه حسگری.
ایجاد برنامه‌ریزی زمانی مناسب برای مانیتورینگ.
برنامه‌ریزی جهت بهره برداری مناسب از داده‌ها.
