ایمنی ساختمانها به طراحی اصولی و اجرای صحیح محدود نمیشود، بلکه ارزیابی مستمر، نگهداری مناسب و شناسایی بهموقع آسیبهای احتمالی در طول عمر مفید سازه نیز نقش تعیینکنندهای در حفظ ایمنی آنها دارد. عواملی مانند زلزله، تغییرات محیطی، خوردگی مصالح، نشست زمین و تغییرات احتمالی در سازه میتوانند بهتدریج بر عملکرد ساختمانها اثر بگذارند و ضرورت بازرسیهای دورهای و ارزیابیهای فنی را دوچندان کنند. در این میان، پیشرفت فناوریهایی همچون هوش مصنوعی، حسگرهای هوشمند، پایش سلامت سازه، پهپادها و دوقلوهای دیجیتال، ظرفیتهای تازهای برای شناسایی زودهنگام آسیبها، پیشبینی مشکلات و بهبود فرایند نگهداری ساختمانها فراهم کرده است؛ هرچند تشخیص نهایی و تصمیمگیری درباره وضعیت ایمنی سازه همچنان به دانش و تخصص مهندسان وابسته است.
از سوی دیگر، ارتقای ایمنی ساختمانها به برنامهریزی جامع برای بهبود کیفیت ساختوساز، کنترل کیفیت، ارزیابی ساختمانهای موجود و مقاومسازی هدفمند سازههای آسیبپذیر نیاز دارد. در همین راستا، امیر طریقت، عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی، در گفتوگو با ایسنا، با تشریح ضرورت توجه به ایمنی ساختمانها در تمام مراحل عمر مفید آنها، به بررسی نقش فناوریهای نوین در پایش سلامت سازهها، ظرفیتهای هوش مصنوعی در شناسایی آسیبها و راهکارهای ارتقای ایمنی ساختمانها پرداخت و بر ضرورت حرکت از ساختوساز صرفاً کمی به سمت ساختوساز ایمن، پایدار و مبتنی بر دانش مهندسی تأکید کرد که در ادامه میخوانیم.
امیر طریقت در گفتوگو با ایسنا با اشاره به ضرورت توجه به ایمنی ساختمانها در دوره بهرهبرداری، گفت: یکی از تصورات نادرست این است که اگر ساختمانی هنگام تحویل سالم و ایمن باشد، همین وضعیت را برای سالهای طولانی حفظ میکند؛ در حالی که ساختمانها با گذشت زمان کیفیت روز نخست خود را از دست میدهند و یک محصول مهندسی با عمر مفید مشخص هستند.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی با بیان اینکه ساختمان در طول دوره بهرهبرداری تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار میگیرد، اظهار کرد: بارهای وارده، زلزله، شرایط محیطی مانند رطوبت و تغییرات دما، خوردگی، نشست و تغییرات احتمالی در سازه از جمله عواملی هستند که بر ایمنی ساختمان اثر میگذارند. حتی جنگ نیز میتواند موجب ایجاد تغییرات سریع در برخی ساختمانها یا ساختمانهای مجاور مناطق آسیبدیده شود.
طریقت ادامه داد: برای حفظ ایمنی ساختمان باید نگاه صرفاً ساختمحور را به نگاه مبتنی بر چرخه عمر مفید ساختمان تغییر دهیم؛ زیرا در طول این چرخه ممکن است اتفاقات مختلفی رخ دهد و تغییراتی در سازه به وجود آید. بنابراین، برخلاف این تصور که طراحی و اجرای صحیح ساختمان بهتنهایی برای تضمین ایمنی آن کافی است، باید ایمنی را در تمام دوره بهرهبرداری نیز مورد توجه قرار داد.
وی با تأکید بر اینکه ایمنی ساختمان ثابت نیست و با گذشت زمان و تغییر رفتار سازه میتواند دستخوش تغییر شود، سه اقدام اساسی را برای حفظ آن ضروری دانست و گفت: نخستین اقدام، بازرسی و ارزیابی منظم و دورهای ساختمانهاست.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی با اشاره به ضرورت بررسی نشانههای آسیب در ساختمانها افزود: ترکها، تغییرشکلهای غیرعادی، جداشدگی پوشش بتن، نمایان شدن آرماتورها و آثار خوردگی از جمله مواردی هستند که باید در بازرسیهای دورهای بررسی شوند؛ زیرا هر تغییر غیرمتعارف در رفتار سازه میتواند بر ایمنی آن اثر بگذارد.
طریقت تصریح کرد: برای مثال، اگر ترکی در ساختمان مشاهده شود، باید مشخص شود که آیا این ترک ماهیت سازهای دارد یا خیر؛ چراکه برخی ترکها ممکن است مشکلاتی ایجاد کنند که بتوان آنها را با تعمیراتی سادهتر و بدون خطر قابلتوجه برطرف کرد.
وی با اشاره به تغییر رفتار مصالح در طول زمان اظهار کرد: بتن در طول عمر خود دچار جمعشدگی و خزش میشود و تغییرات دما و رطوبت نیز بر رفتار آن اثر میگذارد. تشخیص و بررسی این تغییرات تا حد زیادی به تخصص مهندس بستگی دارد، اما هوش مصنوعی نیز میتواند در این زمینه کمککننده باشد و مواردی را که ممکن است از چشم انسان دور بماند، شناسایی و گوشزد کند.
عضو هیئت علمی دانشگاه شهید رجائی با تأکید بر اهمیت جمعآوری اطلاعات از وضعیت ساختمانها بیان کرد: بهویژه در سازههای مهم میتوان با نصب حسگرها، اطلاعات لازم را جمعآوری کرد تا در ارزیابی وضعیت سازه مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، ممکن است اضافهبار به ساختمان وارد شود یا نشست نامتقارن رخ دهد که معمولاً از نشست متقارن مسئلهسازتر است؛ بنابراین، تشخیص سریع علت این تغییرات میتواند به ارزیابی ایمنی ساختمان کمک قابلتوجهی کند.

طریقت دومین اقدام ضروری را انجام ارزیابیهای فنی متناسب با وضعیت هر ساختمان دانست و گفت: برای ساختمانهای مختلف ممکن است یک روش بررسی کافی نباشد و برخی ساختمانها به ارزیابیهای دقیقتری نیاز داشته باشند؛ از جمله استفاده از آزمونهای غیرمخرب (NDT) یا بررسی تغییرشکلها با روشهای نوین نقشهبرداری.
وی ادامه داد: در مناطق مرطوب یا مناطقی که دارای املاح مضر هستند، باید موضوع خوردگی با جدیت بیشتری بررسی شود. این مسئله فقط مختص سازههای ساحلی نیست و در سازههای مهم نیز باید مورد توجه قرار گیرد. همچنین، با توجه به زلزلهخیز بودن کشور، ساختمانهایی که دچار آسیب جدی شدهاند، حتماً باید ارزیابی شوند و بر اساس شرایط واقعی و اتفاقات رخداده، گزارش فنی تهیه شود.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی تاکید کرد: بر اساس نتایج ارزیابی و گزارش کارشناسی، ممکن است لازم باشد بهرهبرداری از ساختمان محدود شود یا اقدامات ایمنی فوری و سختگیرانهتری در نظر گرفته شود. تصمیمگیری در این زمینه به نتایج ارزیابی فنی و نظر ارزیاب بستگی دارد.
طریقت، بهرهگیری از فناوریهای نوین را سومین اقدام ضروری برای حفظ ایمنی ساختمانها دانست و اظهار کرد: هوش مصنوعی و پایش مستمر سلامت سازه، از جمله فناوریهایی هستند که میتوانند در این زمینه مؤثر باشند. پایش سلامت سازه یا Structural Health Monitoring بهویژه در پلها مورد توجه قرار گرفته و سالهاست روی آن کار میشود؛ این موضوع یکی از روندهای مهم جهانی در حوزه مهندسی سازه است.
وی افزود: لازم است استفاده از این فناوریها در برخی ساختمانها و سازههایی غیر از پل نیز بیش از گذشته مورد توجه قرار گیرد تا بتوان وضعیت آنها را بهصورت مستمر پایش کرد و تغییرات احتمالی را در زمان مناسب تشخیص داد.
پایش هوشمند سازهها میتواند آسیبهای احتمالی را زودتر شناسایی کند
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی با اشاره به ظرفیت فناوریهای نوین در پایش سلامت سازهها گفت: امروزه انواع حسگرها برای اندازهگیری ارتعاش، شتاب، کرنش، جابهجایی، تغییرشکل، تغییر زاویه و شرایط محیطی مانند رطوبت، دما و جهت و سرعت باد وجود دارد که میتوان از آنها برای ثبت اطلاعات مربوط به رفتار سازه استفاده کرد. همچنین، با استفاده از دوربینها، بینایی ماشین و پردازش ویدئو میتوان اطلاعات بیشتری از وضعیت سازه به دست آورد.
وی افزود: با تجمیع این اطلاعات میتوان تغییرات و ترکهای احتمالی را به یکدیگر مرتبط کرد و گزارشهای دقیقتری از وضعیت سازه تهیه کرد؛ بنابراین، فناوریهای جدید ظرفیت زیادی برای کمک به بازرسی و پایش سلامت ساختمانها و سایر سازهها دارند.
وی با بیان اینکه استفاده از پهپادها برای بازرسی و پایش سلامت سازهها در دنیا مورد توجه قرار گرفته است، ادامه داد: اسکنرهای سهبعدی و روشهای سنجش از دور نیز امروزه در بازرسی ساختمانها و سازههای حساس کاربرد دارند و بهویژه در نقاطی که دسترسی انسانی به آنها دشوار است، میتوانند بسیار کمککننده باشند.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی از بررسی امکان استفاده از رباتهای بازرسی در این حوزه خبر داد و گفت: در تلاش هستیم تا در این زمینه بتوانیم با طراحی و ساخت رباتهای بازرس، امکان بررسی وضعیت سازهها را فراهم کنیم.
طریقت با تأکید بر اهمیت تجمیع دادههای حاصل از این فناوریها بیان کرد: اطلاعاتی که این سامانهها در اختیار ما قرار میدهند، امکان تحلیل دقیقتر وضعیت سازه و بهروزرسانی دوقلوی دیجیتال آن را فراهم میکند. تهیه پرونده دیجیتال برای هر ساختمان میتواند اطلاعات مربوط به وضعیت سازه را در یک مجموعه منسجم گردآوری کند.
وی ادامه داد: یک حسگر بهتنهایی ممکن است فقط ارتعاش ساختمان را ثبت کند، اما زمانی که یک سامانه هوشمند داشته باشیم و اطلاعات حسگرهای مختلف را در کنار یکدیگر قرار دهیم، تحلیل دقیقتری امکانپذیر میشود. این وضعیت را میتوان به پرونده پزشکی تشبیه کرد؛ هرچه سوابق و اطلاعات قبلی بیمار کاملتر باشد، تشخیص و درمان مشکل برای پزشک آسانتر خواهد بود، اما در صورت نبود اطلاعات کافی، فرایند بررسی باید تا حد زیادی از ابتدا آغاز شود.
عضو هیئت علمی دانشگاه شهید رجائی با اشاره به یکی از نکات مهم در تحلیل دادههای پایش سازهها اظهار کرد: تغییر فرکانس طبیعی ارتعاشات یک سازه لزوماً به معنای وقوع آسیب نیست. برخی تصور میکنند هر تغییری در فرکانس یا الگوی ارتعاش سازه نشاندهنده آسیب است، در حالی که عوامل دیگری مانند تغییر دما، نحوه بهرهبرداری، تغییر جرم سازه، نشست یا تغییر شرایط تکیهگاهی نیز میتوانند موجب تغییر این پارامترها شوند.
طریقت افزود: در سامانههای پایش سلامت سازه باید به این موضوع توجه جدی داشت تا هشدارهای کاذب صادر نشود؛ یعنی تغییراتی که مشکل عمدهای ایجاد نکردهاند، بهاشتباه بهعنوان آسیب جدی تلقی نشوند یا برعکس، در صورت وجود یک مشکل مهم، سامانه نتواند هشدار مناسبی ارائه دهد. به همین دلیل، نقش مهندس در تفسیر اطلاعات و تصمیمگیری نهایی همچنان بسیار مهم است.
وی با اشاره به سازههای خودپایشگر گفت: اعتقاد دارم باید به سمت سازههای خودپایشگر حرکت کنیم؛ در سازههای خودپایشگر میتوان به سمتی حرکت کرد که نیاز به برخی حسگرهای مجزا کاهش یابد و خود ماده یا مصالح سازهای، قابلیت حسگری و هوشمندی بیشتری پیدا کند. این موضوع از جمله زمینههایی است که در حال کار روی آن هستیم و امیدواریم بتوانیم آن را توسعه دهیم.
طریقت با تأکید بر نقش دادههای جمعآوریشده در توسعه دوقلوی دیجیتال سازهها اظهار کرد: با استفاده از این اطلاعات میتوان مدلی دیجیتال از سازه واقعی ایجاد کرد که مشخصات و رفتار آن را در یک محیط مجازی بازنمایی کند. چنین مدلی میتواند در شناخت بهتر وضعیت سازه و بررسی تغییرات آن در طول زمان مؤثر باشد.

وی ادامه داد: باید میان شناسایی یک ترک ظاهری، تشخیص ناهنجاری در رفتار سازه و تشخیص قطعی آسیب تفاوت قائل شد. اینکه آیا تغییر مشاهدهشده واقعاً ناشی از آسیب است یا عامل دیگری موجب تغییر رفتار سازه شده، موضوعی است که باید بهدرستی بررسی و تفکیک شود. فناوری میتواند در شناسایی نشانهها و تحلیل اطلاعات کمک کند، اما ممکن است در تعیین علت، شدت یا محل آسیب با محدودیتهایی روبهرو باشد؛ بنابراین، ارزیابی مهندس متخصص و تصمیمگیری نهایی او همچنان تعیینکننده است.
این استاد دانشگاه، پیشگیری و پیشبینی زودهنگام بحرانها را از مهمترین راهکارهای مقابله با آسیبهای ساختمانی دانست و گفت: استفاده از سامانههای هوش مصنوعی و خودپایشگر میتواند به نگهداری پیشگیرانه سازهها کمک کند و هزینههای تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.
طریقت اضافه کرد: ممکن است در نگاه نخست تصور شود نصب حسگرها یا هوشمندسازی مصالح، هزینههای اولیه ساخت را افزایش میدهد، اما این هزینهها در طول عمر مفید سازه میتوانند با شناسایی زودهنگام مشکلات و جلوگیری از خسارتهای بزرگتر جبران شوند؛ خسارتهایی که در برخی موارد میتوانند پیامدهای مالی سنگین و حتی خطرات جانی به همراه داشته باشند.
ارتقای ایمنی ساختمانها به برنامهای جامع و بلندمدت نیاز دارد
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی با تأکید بر ضرورت تدوین برنامهای جامع برای ارتقای ایمنی ساختمانها در کشور گفت: برای افزایش ایمنی ساختمانها باید از اقدامات پراکنده و مقطعی سازمانها و افراد فراتر برویم و برنامهای بلندمدت، منسجم و مدون در این زمینه داشته باشیم.
وی افزود: مسئله فقط به بهبود کیفیت ساخت ساختمانهای جدید محدود نمیشود، بلکه باید همزمان کیفیت ساختوساز را ارتقا دهیم، ساختمانهای موجود را ارزیابی کنیم و برای سازههایی که آسیبپذیری بیشتری دارند، برنامه مقاومسازی در نظر بگیریم. خوشبختانه در کشور اقداماتی در این زمینه انجام شده است، اما انسجام بیشتر میان این اقدامات میتواند هزینهها را کاهش دهد و دستیابی به وضعیت مطلوب را سرعت ببخشد.
طریقت با اشاره به محورهای اساسی برای ارتقای ایمنی ساختمانها اظهار کرد: نخستین محور، افزایش کیفیت طراحی و اجرای ساختمانهای جدید است؛ رعایت مقررات و ضوابط فنی و اجرای دقیقتر مراحل طراحی و ساخت میتواند نقش مهمی در افزایش ایمنی ساختمانها داشته باشد.
وی، ایجاد نظام مؤثر و شفاف کنترل کیفیت را دومین محور دانست و گفت: کنترل کیفیت گاهی به دلیل فوریتهای اجرایی، مسائل اقتصادی یا برخی کمبودها در مقاطع زمانی مختلف مورد غفلت قرار میگیرد؛ در حالی که باید توجه بیشتری به آن داشته باشیم، بهویژه در زمینه کیفیت مصالح ساختمانی، در مجموع، کنترل کیفیت مؤثر و نظاممند میتواند به کاهش هزینهها کمک کند.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی، اولویتبندی ساختمانهای آسیبپذیر را سومین محور پیشنهادی برشمرد و افزود: باید ساختمانهای موجود در مناطق مختلف، از جمله ساختمانهای اداری، مدارس، بیمارستانها و مساجد، ارزیابی شوند و بررسی وضعیت ساختمانهای مهم و حساس در اولویت قرار گیرد؛ بهویژه سازههایی که پس از وقوع حوادث طبیعی یا شرایطی مانند جنگ، وظیفه خدمترسانی به مردم را بر عهده دارند.
طریقت ادامه داد: باید کیفیت این ساختمانها بررسی شود و اگر به اصلاح یا تقویت نیاز دارند، اقدامات لازم در کوتاهترین زمان ممکن انجام شود تا در زمان وقوع بحران، عملکرد آنها با مشکل مواجه نشود.
وی مقاومسازی هدفمند را چهارمین محور ارتقای ایمنی ساختمانها دانست و تصریح کرد: اگر سازهای به مقاومسازی نیاز دارد، این کار باید بهصورت علمی و بر اساس چارچوب مشخص انجام شود؛ به این معنا که سطح مقاومسازی متناسب با عملکرد مورد انتظار و ارزیابی خطر تعیین شود، نه اینکه تمام ساختمانها را در یک سطح تقویت کنیم.

این استاد دانشگاه اضافه کرد: برخی ساختمانها به سطوح بالاتری از تقویت نیاز دارند و برای برخی دیگر، سطح پایینتری از مقاومسازی کافی است. تشخیص این تفاوتها و برنامهریزی متناسب با شرایط هر ساختمان میتواند از فروریزش، خسارتهای مالی سنگین و تلفات جانی جلوگیری کند یا این پیامدها را به حداقل برساند.
طریقت، بهرهگیری از فناوریهای نوین را پنجمین محور پیشنهادی خود عنوان کرد و گفت: باید از فناوریهایی مانند هوش مصنوعی، حسگرها، روشهای غیرمخرب یا NDT، پایش سلامت سازهها، نگهداری پیشگیرانه و تهیه پروندههای دیجیتال ساختمان استفاده کنیم. این فناوریها همچنین میتوانند به بررسی دقیقتر وضعیت سازهها و پیشبینی عمر مفید آنها کمک کنند.
وی با تأکید بر ضرورت مستندسازی و کاهش خطاهای انسانی اظهار کرد: ترکیب سه ظرفیت دانش مهندسی، نظارت مسئولانه و هوش مصنوعی قابل اعتماد میتواند کمک بزرگی به ارتقای ایمنی ساختمانها کند و حتی زمینه پیشتازی کشور را در سطح منطقه و جهان فراهم آورد.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی با بیان اینکه زلزله پدیدهای طبیعی است، گفت: اینکه زلزله به فاجعهای انسانی تبدیل شود، تا حد زیادی به عملکرد مهندسان و تصمیمگیرندگان بستگی دارد. طراحی اصولی، ساختوساز صحیح، نظارت دقیق و نگهداری مناسب میتوانند کمک کنند تا از یک پدیده طبیعی بهصورت ایمن عبور کنیم؛ در غیر این صورت، ممکن است همان پدیده به فاجعهای با خسارتهای سنگین و تلفات جانی تبدیل شود.
ایمنی ساختمان از طراحی تا پایان عمر مفید آن باید تضمین شود
طریقت با تأکید بر اینکه ایمنی ساختمان به زمان ساخت و تحویل آن محدود نمیشود، گفت: ایمنی ساختمان محصولی آماده نیست که پس از ساخت و تحویل بتوان تضمین کرد که دیگر مشکلی برای آن به وجود نخواهد آمد؛ بلکه باید از نخستین مرحله طراحی تا اجرای سازه، بهرهبرداری، بازرسی و نگهداری، حتی سالها پس از آغاز استفاده از ساختمان، مورد توجه قرار گیرد.
وی افزود: ایمنی ساختمان تابع زمان است و تمام اقداماتی که در طول عمر مفید سازه انجام میشود، بر وضعیت ایمنی آن تأثیر دارد. بنابراین، باید به ایمنی ساختمان نگاهی پیوسته و مبتنی بر تمام مراحل عمر آن داشته باشیم.
طریقت با تأکید بر نقش هوش مصنوعی در آینده مهندسی عمران اظهار کرد: هوش مصنوعی ابزاری است که میتواند فرایندهای مهندسی را هوشمندتر کند، اما جایگزین مهندس نیست. مهندسی اصولی، استفاده از مصالح باکیفیت، نظارت مسئولانه و تصمیمگیریهای تخصصی همچنان ضروری است و هوش مصنوعی باید در خدمت تقویت این ظرفیتها قرار گیرد.

وی با اشاره به نگرانیها درباره جایگزینی مهندسان با هوش مصنوعی گفت: مهندسی حذف نخواهد شد، بلکه شکل آن تغییر میکند و متناسب با پیشرفت فناوری، شیوههای نوین مهندسی توسعه خواهند یافت. در مقابل، نادیده گرفتن این فناوری میتواند موجب از دست رفتن فرصتهای مهم شود؛ بهویژه در حوزه ایمنی که غفلت از ظرفیتهای جدید ممکن است پیامدهای مالی و جانی به همراه داشته باشد.
عضو هیئت علمی عمران دانشگاه شهید رجائی با انتقاد از نگاه صرفاً کمی به ساختوساز بیان کرد: تعداد ساختمانهای ساختهشده بهتنهایی معیار موفقیت صنعت ساختمان نیست. باید بررسی کنیم چه تعداد ساختمان ایمن، بادوام و قابل اعتماد برای مردم ساختهایم و تا چه اندازه از فناوریهای جدید در طراحی، ساخت، بهرهبرداری و نگهداری آنها استفاده کردهایم.
طریقت در پایان اضافه کرد: استفاده از فناوریهای نوین و توجه مستمر به ایمنی میتواند به حفظ جان مردم و سرمایههایی کمک کند که در صنعت ساختمان صرف میشود. به اعتقاد من، صنعت ساختمان کشور به تغییری اساسی نیاز دارد؛ حرکتی از ساختوساز صرفاً کمی به سمت ساختوساز مسئولانه، مبتنی بر شواهد علمی و فنی و مجهز به فناوریهای روز دنیا.
انتهای پیام