اندازه‌گیری تنش سازه‌های بتنی هوشمند شد
تغییر کاربری ساختمان‌ها موضوعی مهم است. ساختمان‌ها بر اساس کاربری آنها طراحی می‌شوند. حال اگر این کاربری تغییر کند مثلا ساختمان مسکونی به اداری تبدیل شود معادلات به هم می‌ریزد. مثلا نیروی وزن وارد شده به ستون‌ها افزایش می‌یابد و امکان تخریب ساختمان وجود دارد.
محققان در دانشگاه حکیم سبزواری با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری موفق به طراحی و ساخت نوعی حسگر شدند که نیروی وارد شده به ستون‌های ساختمان را بر حسب ولتاژ نشان می‌دهد.
مجتبی لزگی نظرگاه مجری طرح پژوهشی « طراحی و ساخت حسگر كامپوزيتی سيمان-پيزوالكتريك برای اندازه‌گيری تنش در سازه‌های بتنی» گفت: این حسگر ترکیبی از کامپوزیت و سیمان است که داخل آن پیزو الکتریک (ماده‌ای که با فشار باعث ایجاد اختلاف ولتاژ و در نهایت تولید برق می‌شود) قرار دارد. این حسگر نشان می‌دهد فشار وارد شده به ساختمان به چه میزان است. بنابراین با راهکارهایی باید نسبت به تقویت ساختمان با تغییر کاربری آن اقدام کرد.
بر اساس این گزارش، سازه‌های عمرانی همواره در معرض نیروهای دینامیکی مانند وزش شدید باد، زمین لرزه و نیز ارتعاشات ناشی از ماشین آلات و تاسیسات مکانیکی قرار دارند. اعمال نیروهای دینامیکی به برخی از این سازه‌ها از جمله ساختمان‌های با ارتفاع زیاد و نیز پل‌های با دهانه‌های بزرگ، سبب ایجاد لرزش‌های شدید و تغییر شکل‌های بزرگ در آنها می‌شود.
ارتعاشات شدید و تغییر شکل‌های بزرگ در چنین سازه‌هایی علاوه بر به مخاطره انداختن ایمنی و پایداری کلی سازه، سبب پریشانی خاطر استفاده‌کنندگان نیز می‌شود. حل این مسأله، باعث ارائه ایده سازه هوشمند شامل مونیتورینگ و کنترل فعال ارتعاشات و تغییرشکل‌های سازه شد. حسگر وسيلهای است كه زمانيكه در معرض شرايط محيطي مانند دما، نيرو و جابجايي قرار می‌گيرد، يك سيگنال خروجی الكتريكی، مكانيكی و مغناطيسی متناسب با آن از خود نشان می‌دهد.
توانایی سازه‌های هوشمند در حس كردن، واكنش نشان دادن و حداقل کردن اثرات اغتشاشات وارده بر خود منجر به استفاده وسیع از آنها در بسياری از شاخه‌های مهندسی مانند هوافضا، عمران، الكترونيك، روباتيك و بيومكانيك شده است. مواد هوشمند به دليل توانايی واكنش به تحريكات محيطی به طور وسيعی به عنوان حسگر و محرك به كار می‌روند. از جمله این مواد می‌توان به مواد پيزوالكتريك، آلیاژهای حافظهدار (SMA) و فيبرهای نوری اشاره کرد.
مواد پيزوالكتريك قابلیت تبديل انرژی مكانيكي به الكتريكی و همچنین تبديل انرژی الكتريكی به انرژی مكانيكی را دارا دارند. از دیگر ویژگی‌های این مواد که سبب استفاده وسیع از آنها در سازه‌های هوشمند شده است، می‌توان به سبکی و فشردگی، سهولت استفاده و انعطاف پذیری در محیط‌های مختلف اشاره کرد. علیرغم ویژگی‌های منحصر بفرد مواد پیزوالکتریک، تاکنون از آنها برای اندازه‌گیری تنش در سازه‌های بتنی استفاده نشده است. یکی از اهداف این تحقیق، پر نمودن این خلا بود.
گزارش از مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری
پایان پیام/25
اخبار مرتبط:
* ۹۰۰ طرح پسا دکتری زیر چتر صندوق حمایت از پژوهشگران قرار گرفت
* چتر حمایت از پژوهشگران گسترده‌تر شد
Send to friends