Yapı Sağlığı İzleme nedir?
Yapısal Sağlık İzleme (SHM), otomatik bir izleme sistemi aracılığıyla bir yapı için hizmet içi sağlık değerlendirmesi sürecidir ve duruma dayalı bakım için uygun maliyetli stratejilerin temel bir unsurudur.
Bir SHM stratejisi, algılama ağı, veri işleme ve analiz, hasar değerlendirmesi ve karar verme dahil olmak üzere birçok önemli bileşenden oluşur. SHM teknolojisi, önemli ekonomik ve can güvenliği faydaları sunma konusunda büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak SHM teknolojisinin gerçek inşaat mühendisliği yapılarına uygulanması henüz başlangıç aşamasındadır ve multidisipliner yapısı nedeniyle çeşitli alanlarda ilerlemeler gerektirmektedir. Bu nedenle altyapı yöneticilerinin gelişen bu teknolojiden faydalanmasını sağlamak için daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır. Bu bölümde ilk olarak SHM teknolojisinin gelişimi ve SHM sistemlerinin çerçevesi ve stratejisi tanıtılmaktadır. SHM’nin büyük inşaat mühendisliği yapılarına uygulanmasının kritik sorunları ve potansiyel faydaları sunulmaktadır. Son olarak, SHM teknolojilerinin inşaat mühendisliği uygulamalarındaki zorlukları ve gerekli ileri çalışmalar tartışılmıştır.
Yapı Sağlığı İzleme Sistemlerinin Tanımı
Yapısal sağlık izleme (SHM), “havacılık, inşaat ve makine mühendisliği altyapısı için bir hasar tespit stratejisinin uygulanması süreci” olarak tanımlanmaktadır.
Bu süreç, periyodik aralıklı ölçümler kullanılarak bir yapının veya mekanik sistemin zaman içinde gözlemlenmesini, bu ölçümlerden hasara duyarlı uygun özelliklerin çıkarılmasını ve sistem sağlığının mevcut durumunu belirlemek için bu özelliklerin daha sonra analiz edilmesini içerir.
SHM sistemlerinin çoğunluğu, belirli yapısal bölgelerde dağıtılmış, kalıcı olarak monte edilmiş sensörler kullanır ve algılama verilerinden anlamlı sağlık bilgileri elde etmek için teşhis algoritmaları uygular.
SHM, çeşitli sensör teknolojileri, inceleme teknikleri ve veri yönetimi ve teşhis algoritmaları kullanılarak yapıların devam eden hizmet içi performansını değerlendirmeye yönelik geniş bir konsepti ifade eder. Şekil 1, bu teknolojiyi uygulamak için gerekli unsurlarla birlikte genel SHM konseptini sunmaktadır. Teknolojinin temel ve nihai hedefi, asgari işgücü katılımıyla yapıların otomatik olarak sürekli denetimi için kendi kendine yeterli sistemlerin geliştirilmesidir. Amaç sadece yapısal arızayı tespit etmek değil, aynı zamanda yapısal hasar güvenlik açısından kritik olaylara ve yıkıcı arızaya yol açmadan önce iyileştirici stratejileri tanımlamak için mümkün olan en erken zamanda fiziksel hasarın bir göstergesini sağlamaktır.
Mevcut yapısal ve mekanik sistem bakımlarının çoğu zamana dayalı modda uygulanmaktadır. SHM, mevcut zamana dayalı bakım felsefelerinin potansiyel olarak daha uygun maliyetli, duruma dayalı bakım felsefelerine dönüşmesine olanak sağlayacak teknolojidir. Duruma dayalı bakım kavramı, yapı üzerindeki bir algılama sisteminin sistem yanıtını izlemesi ve operatöre hasarın tespit edildiğini bildirin. SHM sistemlerinin faydaları arasında arıza süresinin en aza indirilmesi, denetim süresinin kısaltılması, gerçek zamanlı güvenlik güvencesi, gelişmiş operasyonel verimlilik ve azaltılmış bakım ve denetim maliyetleri yer alır. Şekil 2, geleneksel denetim teknikleriyle karşılaştırıldığında SHM sistemlerinden kaynaklanan bakım faydasını resimli olarak göstermektedir.
Ayrıca SHM teknolojileri, havacılık ve mekanik sistemlerin verimliliğinde önemli bir artışa olanak sağlama potansiyeline sahiptir. Bu tür teknolojilerin bu sistemlerin tasarım aşamasında uygulanması, yapısal ağırlığı en aza indiren, tasarım döngü süresini kısaltan, yapısal bileşen testini optimize eden ve genel olarak sistemin performansını artıran daha az muhafazakar tasarımlara yol açabilir. SHM teknolojilerinin uygulanmasıyla ilgili ödün, sistemde konuşlandırılacak daha karmaşık bir izleme donanımı gerektirmesi ve ölçülen verileri sorgulamak için kullanılabilecek karmaşık bir veri analizi prosedürünü gerektirmesidir (Şekil 3-5).
