در این مرحله باید عوامل کلیدی و محدوده­ فرضیات، سیستم­ها، روابط سازمانی و نیز همه­ عوامل مرتبط با کارفرما تعیین گردد.
هدف این مرحله، بیان مسئله به صورتی واضح و ساده است، به صورتی که هر دوی شرایط اولیه و نیز شرایط ایده­آل را در­برگیرد. بیان مسئله معمولا به صورت یک جمله بوده و در پاره­ای از موارد در عمل و به خصوص در مورد مسائل دشوار بیش از یک جمله را به خود اختصاص می­دهد.
بیان مسئله باید همچنین مختصر و شفاف بوده که با نظرات تصمیم­ گیران و نیز کارفرما­ها تطابق داشته باشد. حتی اگر مدت زمان زیادی طول می­کشد تا این توافق و تطابق حاصل شود، لازم است که قبل از رفتن به مرحله­ بعد حتما به آن دست یافت.

 

 

•  

 

 

 

 

 

•  

 

 

•  

 

 

• تعیین نیازمندی­ها:

 

 

 

 

 

 

نیازمندی­های موجود شامل شرایطی است که هر راه­حل قابل­قبول ارائه شده برای یک مشکل باید از آن برخوردار باشد. این نیازمندی­ها بیان می­ کنند که برای رسیدن به یک راه­حل چه شرایطی باید حکم­فرما شود.

از لحاظ ریاضی می­توان گفت که این نیازمندی­ها توصیفی از مجموعه راه­ حل­های قابل­قبول و قابل­اجرا برای مشکل مورد­نظر ارائه می­ دهند. توجه به این نکته بسیار ضروری است که در مرحله­ مورد بحث حتی ممکن است یک ارزیابی موضوعی و یا قضاوتی صورت گرفته باشد. این نیازمندی­ها باید در شکل حقیقی کمی خود بیان شوند. برای مثال درمورد هر راه­حل ممکن، تصمیم ­گیری باید به طور شفاف صورت گرفته و تعیین شود که آیا این راه­حل برای اجرا مستلزم وجود عوامل خاصی است یا خیر. با فراهم کردن نیازمندی­ها و نیز بررسی چگونگی انجام و روی کاغذ آوردن مسئله مورد­نظر می­توان از شک و شبهه­های بعدی جلوگیری به عمل آورد.

 

 

•  

 

 

 

 

 

•  

 

 

•  

 

 

• تعیین اهداف:

 

 

 

 

 

 

اهداف عبارت­های گسترده­ای هستند که در­بر­گیرنده­ مقصود و ارزش­های برنامه­ ریزی شده­ مطلوب می­باشند. این اهداف باید حداقل شرایط مد نظر برای رسیدن به آنچه که می­خواهیم و یا مطلوب است را شامل شود. ممکن است گاها اهداف به دست آمده با یکدیگر دارای تناقض باشند ولی این امر در مسئله­ تصمیم ­گیری بسیار طبیعی به نظر می­رسد.

 

 

•  

 

 

 

 

 

•  

 

 

•  

 

 

• تعیین گزینه­ ها:

 

 

 

میزان موقعیت‌های بدست آمده

= اثربخشی

 

توانایی‌های بالفعل

= کارایی

 

توانایی بالفعل

 

استانداردهای هزینه‌های داده

 

 

لی فام(۱۳۶۳) برحسب مدل اجتماعی، کارایی و اثربخشی را از هم تفکیک کرده است.
کارایی حدی است که رفتار اجتماعی مشاهده شده مطابق با سرشت و نیاز فرد باشد و اثربخشی حدی است که رفتار اجتماعی مشاهده شده مطابق با انتظاراتی باشد که برای آن نقش در نظر گرفته شده است. به عبارتی اثربخشی میزان توافق رفتار سازمانی با انتظارات سازمانی و کارایی میزان توافق رفتار سازمانی با نیازها و مقاصد شخصی است.

پیتر دراکر تفاوت اثر بخشی و کارایی را اینگونه مطرح می‌کند:
اثربخشی یعنی «انجام دادن کارهای درست.»
کارایی یعنی «درست انجام دادن کارها»
گرچه اثربخشی^[۱۰۴] و کارایی^[۱۰۵] هر دو به عنوان خصایص یک سازمان موفق و مدیر اثربخش می‌باشند اما اثر بخشی با کارایی تفاوت دارد(لی فام، هووئه، ۱۹۸۴).
علاقه‌بند معتقد است تعریف دقیق هریک از مفاهیم مشکل است زیرا که برای سنجش و اندازه گیری آنها از مبانی مختلفی استفاده می‌شود. اگر برای سازمان مدل عقلایی قایل شویم می‌توانیم اثربخشی سازمانی را توانایی سازمان برای دست یابی به هدافهای آن را تعریف کنیم و اگر سازمان را یک سیستم اجتماعی تلقی کنیم اثربخشی برحسب قابلیت سازگاری سازمان با شرایط محیطی تعریف می‌شود و اثر بخشی زمانی تحقق می‌یابد که سازمان به نتایج مطلوب خود مایل آید ولی کارایی سیستم را نسبت میان برونداد و دورنداد (بازده و هزینه) می‌دانند (علاقه‌بند، ۱۳۷۱).
۲-۱۶- مدیران اثر بخش
یکی از ویژگیهای مهم در اثربخشی مدارس، مدیریت و رهبری آموزشی آموزشگاه می‌باشد. چنانچه هانس و همکارانش در تحقیقات خود نشان دادند. که خصوصیات مدیر و کسب مدیریت او بر عملکرد فراگیران و اثربخشی مدرسه تاثیر بسزایی دارد.
شعاری نژاد(۱۳۷۵). مدیر مدرسه را به کارگردان تماشاخانه تشبیه کرده است که در موفقیت مدرسه بالاترین نقشها و بیشترین مسئولیتها را برعهده دارد. و این نقش‌ها را زمانی در حد مطلوب ایفا خواهد کرد که:
- از صلاحتیهای علمی و هنری (فنی) لازم برخوردار باشد.
- آزادی انتخاب و تصمیم گیری داشته باشد.
- بتواند در هنگام ضرورت درست و با اعتماد به نفس تصمیم بگیرد و همکاران و روش های مدیریت آموزشی مطلوب را انتخاب کند و به کار برد.
- امکانات آموزشی مناسب و مساعد را فراهم آورد.
- مدیریت او انتخابی باشد نه تحمیلی.
متاسفانه گاه در دوره‌های گوناگون آموزشی (دبستان تا دانشگاه) به مدیرانی برخورد می‌کنیم که از مدیریت آموزشی تنها به امر و نهی آن دل خوش می‌کند. از حساسیت، فعالیت، خلاقیت و شرایط ضروری مدیریت آموزشی محرومند و در برخورد با مقامات بالا و احیاناً اوامر پیشنهادی آنان عمدتاً حکم «گوسفند فاضل» (اصطلاح نیچه) را پیدا می‌کند. اما در مواجه با همکاران و محصلان و اولیای ایشان، بسیار جسور می‌شوند و و حالت سلطه گرانه نشان می‌دهند. از این رو می‌توان گاهی مدیران مدارس را از نظر در پیش گرفتن شیوه‌های رفتاری به دو گروه جدا تقسیم کرد.
۲-۴- شیوه‌های رفتاری مدیریت (شعاری نژاد، ۱۳۷۵).

 

مردم سالار

سلطه گرا

 

P وظیفه و انجام آن را دوست دارد.

P همکاران مطبع را دوست دارد و ترجیح می‌دهد

 

P به افزایش بازده کار خود می‌اندیشد.

P علاقه‌مند همکارانش را اندرز دهد.

 

P می‌کوشد مسائل آموزشی و راه‌حلهای آنها را در جهان معاصر کشف کند.

P می‌کوشد راه های سلطه گری موفق را کشف کند و فوری به کار گیرد.

 

P برای فراهم آوردن موقعیت آموزشی و یادگیری سالم تلاش می‌کند.

P برای فراهم ساختن موفقیت مساعد سلطه گری و قدرت نمایی تلاش می‌کند.

در تحقیقی که انجام شد[۱۴]برای بررسی تاثیر SMA ها در دیوار برشی بتنی و مقایسه رفتار حافظه شکلی و رفتار فوق الاستیک این مواد یک دیوار برشی بتنی با مشخصات درج شده در جدول (۲-۲) و به طول ۱.۳ متر و ارتفاع ۲.۷ متر و ضخامت ۰.۲ متر(شکل۲-۴۴) در نرم افزار sap مدل گردیدو دیوار برشی بتنی تقویت شده با SMA با درصدهای ترکیبی مختلف ۱۰۰% فولاد- ۷۵% فولاد با ۲۵%SMA- 50%فولاد و ۵۰% SMA– ۲۵% فولاد و ۷۵% SMA و در نهایت ۱۰۰% SMA تحت دو نوع بار استاتیکی یکنواخت و متناوب مورد بررسی قرار گرفت.

جدول۲-۲: مشخصات دیوار برشی بتنی مرجع[۱۴]
شکل ۲-۴۴: مشخصات دیوار برشی مدل شده[۱۴]
نتایج:
شکل ۲-۴۵: نتایج حاصل از بارگداری استاتیکی یکنواخت در دیوار بتنی مجهز شده به آلیاژهای هوشمند با خاصیت حافظه دار شکلی[۱۴]
شکل ۲-۴۶: نتایج حاصل از بارگداری استاتیکی یکنواخت در دیوار بتنی مجهز شده به آلیاژهای هوشمند با خاصیت فوق الاستیک[۱۴]
شکل ۲-۴۷: نتایج حاصل از بارگداری استاتیکی متناوب در دیوار بتنی مجهز شده به آلیاژهای هوشمند با خاصیت حافظه دار شکلی[۱۴]

شکل ۲-۴۸: نتایج حاصل از بارگداری استاتیکی متناوب در دیوار بتنی مجهز شده به آلیاژهای هوشمند با خاصیت فوق الاستیک[۱۴]
بحث:
نتایج حاصل از تحلیل مدل مجهز شده به آلیاژهای هوشمند با خاصیت فوق الاستیک بیانگر این مطلب است که کاهش درصد فولاد به کاررفته در دیوار و افزایش استفاده از این آلیاژ موجب افزایش مقاومت ، کاهش سختی دیوار و نرمتر شدن رفتار سازه می شود. همچنین به دلیل رفتار فوق الاستیک آلیاژهای حافظه دار شکلی که سبب قابلیت تحمل کرنش های بالا بدون بر جای گذاشتن کرنش های پسماند و همراه با رفتار هیسترتیک در این مواد می شود، افزایش درصد استفاده از این آلیاژها در دیوار برشی بتنی، سبب کاهش قابل ملاحظه ای در کرنش پسماند موجود دردیوار تحت هر دو نوع بارگذاری (یکنواخت و متناوب) می شود. همچنین با مقایسه نتایج تحلیل دیوار بتنی مجهر شده با آلیاژهای هوشمند فوق الاستیک با نتایج حاصل ازتحلیل دیوار بتنی مجهز شده با آلیاژهای هوشمند با خاصیت حافظه دار شکلی مشاهده می شود که در بارگذاری یکنواخت خاصیت حافظه دار شکلی تاثیر کمتری در کاهش کرنش پسماند دارد و همچنین باعث کاهش مقاومت دیوار می شود و در بارگذاری متناوب در سیکل های اولیه باعث کاهش مقاومت و با افزایش سیکل ها باعث افزایش مقاومت در رفتار سازه می شود.
در تحقیق مشابه دیگر[۱۳]بهبود رفتار لرزه ای سازه های دیوار برشی بتنی با بهره گرفتن از آلیاژهای حافظه دار شکلی به عنوان اعضای تقویت کننده مورد بررسی قرار گرفت .
سازه با مدل و مشخصات زیر(شکل ۲-۴۹و جدول ۲-۳) تحت زلزله ال سنترو (۱۵ ثانیه به عنوان زلزله اولیه و ۲۵ ثانیه بعدی به عنوان پس لرزه برای بررسی قابلیت ترمیم کنندگی روش پیشنهادی) مورد تحلیل قرار گرفت.
شکل ۲-۴۹: مشخصات مدل به کار رفته شده[۱۳]
جدول ۲-۳: ویژگی های مدل به کار رفته شده[۱۳]
مشخصات مصالح بتن مدل شده بکار رفته در دیوارهای برشی و تیرهای پیوند به ترتیب مقاومت فشاری ۳۲ مگا پاسکال ، مدول یانگ ۳۰ گیگا پاسکال ، ضریب پواسون ۰.۲ ، ووزن مخصوص ۲.۵ تن در متر مکعب. ابعاد هر دیوار برشی تک به صورت ۳ متر پهنا و ۰.۵ متر ضخامت و ابعاد تیرهای پیوند ۰.۶ متر عمق تیر و ۰.۳ متر پهنای تیر مدل شده است و جرم هر طبقه به صورت متمرکز در دو نقطه اتصال تیرهای پیوند به دیوار برشی به اندازه ۱۰۰۰ تن مدل شده است(دو جرم متمرکز ۵۰۰ تنی). فاصله بین دیوارهای برشی به صورت ثابت و ۲.۴ متر و ارتفاع هر طبقه ۳ متر در نظر گرفته شده است. در سازه تقویت شده ، در هر طبقه دو مهاربند قطری از جنس آلیاژهای حافظه دار شکلی به عنوان اعضای تقویت کننده یا تعمیرکننده (پس از وقوع اولین زلزله) در سراسر ارتفاع ساختمان در نظر گرفته شده است و برای این اعضای ساخته شده از آلیاژهای حافظه دار شکلی قطری معادل ۱۰۰ میلیمتر در نظر گرفته شده است.
نتایج :
شکل ۲-۵۰:جابجائی راس سازه بدون تقویت در مدت زمان یک زلزله و نوسان آزاد پس از آن [۱۳]
شکل ۲-۵۱:جابجائی راس سازه تقویت شده در مدت زمان یک زلزله و نوسان آزاد پس از آن [۱۳]
شکل ۲-۵۲: جابجائی بیشینه در ارتفاع طبقات در هنگام اولین زلزله [۱۳]
شکل ۲-۵۳: جابجائی راس سازه تعمیر نشده در مدت زمان زلزله ، پس لرزه قوی و ۲۵ ثانیه نوسان آزاد پس از هرکدام [۱۳]
شکل ۲-۵۴: جابجائی راس سازه تعمیر شده در مدت زمان زلزله ، پس لرزه قوی و ۲۵ ثانیه نوسان آزاد پس از هرکدام [۱۳]
شکل۲-۵۵جابجائی بیشینه درارتفاع طبقات درهنگام پس لرزه [۱۳]
شکل ۲-۵۶: درصد بیشینه تغییرشکل نسبی در هر طبقه در مدت زمان وقوع پس لرزه [۱۳]
شکل ۲-۵۷: تغییرشکل ماندگار نسبی در طبقات پس از اتمام تحریک پس لرزه [۱۳]
بحث:
نکته قابل توجه آن است که به دلیل وجود رفتار سخت شدگی مجدد در آلیاژهای حافظه دار شکلی و مدول الاستیسیته بالا ، مقادیر شتاب ها و سرعت های تحمیل شده به سازه در جریان زلزله افزایش پیدا می کند. به همین دلیل استفاده از این شیوه در تعمیر و تقویت سازه های دیوار برشی بتنی نیازمند رعایت و ظوابط و معیارهای طراحی عملکردی و آگاهی از نیازمندی های طراحی است.
۴۲
فصل سوم
روش تحقیق
در این فصل ابتدا به بیان مشخصات دینامیکی SMA های مورد استفاده پرداخته و درنهایت مشخصات مدل به کار رفته و نحوه شبیه سازی کامپیوتری این مدل را بیان می کنیم..
۳-۱: مشخصات مکانیکی SMA های مورد استفاده
شکل ۳-۱ رفتار آلیاژهای حافظه شکل فوق ارتجاعی را بر اساس نمودار نیرو- تغییرمکان دوره ای از بارگذاری نشان می دهد. ابتدا در تصویر سمت چپ (۳-۱-a) ارتباط نیرو-تغییر مکان بدست آمده از نمونه ای از آزمایش های انجام یافته در دانشگاه Basilicata (Dole&cardone)[5]مربوط به آزمایش کششی سیم های Ni Ti ارائه شده است. تصویر سمت راست (۳-۱-b) هم رابطه نیرو- تغییر مکان تعریف شده برای تحلیل های عددی را بنابر نتایج مطالعات آزمایشگاهی مذکور و به صورت شماتیک نمایش می دهد.
شکل ۳-۱: ارتباط نیرو با تغییر مکان برای SMA ها بر اساس نتایج آزمایشگاهی (a) و مدل عددی آن (b)
چنانچه در شکل مشخص شده است رفتار این مصالح عملاً وابسته به فاز درونی آنها بوده و در جریان هردو تبدیل فازهای مستقیم^[۲۳] (تبدیل فاز آستنیت به مارتنزایت) و معکوس^[۲۴] (تبدیل فاز مارتنزایت به آستنیت) رخ خواهد داد. این تبدیل فازها پایه و اساس رفتار SMAها می باشند.
به عنوان اعضای SMA ،سیم های Ni Ti به قطر یک میلی متر و مشخصات مکانیکی مشروح به شرح زیر در نظر گرفته شده اند(شکل ۳-۲):
شکل ۳-۲: مشخصات مکانیکی سیم های Ni Ti
که در آن:
=۰.۰۰۴۵ , =۱۶۵ MPA
=۰.۰۰۷ , =۲۸۰ MPA
=۰.۰۵۹۵ , =۳۹۰ MPA
=۰.۰۶۶ , =۵۲۵ MPA
که در آن (  ) و (  ) و (  ) و(  ) به ترتیب تنش ها و کرنش های نظیر شروع تبدیل فاز آستنیت به مارتنزایت ، اتمام تبدیل فاز آستنیت به مارتنزایت ، شروع تبدیل فاز مارتنزایت به آستنیت و اتمام تبدیل فاز مارتنزایت به آستنیت بوده و بر اساس مطالعات آزمایشگاهی انجام یافته در دانشگاه Basilicata بدست آمده اند.
۳-۲:مشخصات مدل
مدل تحلیل شده دراین پایان نامه مشابه مدل ارائه شده در مقاله آقایان عسگریان و مرادی[۱۱]می باشد. یعنی با توجه به هزینه بالایSMA ها، آن را به صورت قطعه ای در بادبند ها در نظر گرفتیم که به صورت مفصلی به فولاد بادبند متصل شده است.(شکل شماره ۳-۳)
پلان سازه همانطور که از شکل پیداست متقارن بوده و دارای ابعاد ۱۸*۱۸ متر است و ارتفاع هر طبقه ۳.۲ متر می باشد.اتصال ستون ها به پی و اتصال تیرها به ستون به صورت مفصلی در نظر گرفته شده است.
از تغییر شکل محوری تیرها صرفنظر شده و سقف طبقات صلب در نظر گرفته شده است. همچنین بار ثقلی به صورت متمرکز بر روی گره های سازه ای اعمال می شود.
بار مرده به میزان  ۶ و بار زنده  ۲ و الگوی بارگذاری به صورت بار مرده با بیست درصد بار زنده(DL+0.2 LL)اعمال شده است.
شتاب طرح به میزان g 0.35 در نظر گرفته شد که هر یک اززلزله های اعمالی با این شتاب مقیاس شده اند.

۲-۶-۱۰-۳ رنگ آمیزی ژل SDS-PAGE
به منظور مشاهده باندهای پروتئینی، لازم است ژل را رنگ آمیزی نمود. روش های مختلفی برای رنگ آمیزی ژل های SDS-PAGE وجود دارد که متداولترین آنها روش رنگ آمیزی با کوماسی بلو و یا نیترات نقره می باشد. عموماً از روش کوماسی بلو استفاده می شود زیرا که یک روش سریع و ارزان بوده و ثبات رنگ طولانی است.

استفاده از کوماسی بلو
مواد لازم
- رنگ کوماسی بلو
- الکل ۹۶% (برای رنگ بری)
- آب مقطر
روش انجام رنگ آمیزی

 

• • ژل را در داخل ظرف رنگ آمیزی قرار می دهیم و مقداری رنگ به آن اضافه و به مدت۱۰ دقیقه بر روی شیکر می گذاریم.

 

• • رنگ را خالی کرده و ژل را داخل محلول رنگ بر (آب مقطر حاوی اتانول) بر روی شیکر قرار می دهیم تا زمینه ژل شفاف شده و باندهای پروتئینی آبی رنگ نمایان شوند.

 

۲-۶-۱۰-۴ رنگ آمیزی ژل به روش نیترات نقره (پیوست ۷)

 

• • قرار دادن ژل در بافر فیکساسیون به مدت ۲ ساعت در دمای اتاق بر روی شیکر.

 

• • دور ریختن بافر فیکساسیون و اضافه نمودن بافر شستشو سه بار و هر بار به مدت ۲۰ دقیقه.

 

• • اضافه کردن بافر sensitizing به مدت ۲ دقیقه.

 

• • دور ریختن بافر sensitizing و شستشو با آب مقطر سه بار و هر بار ۵ دقیقه.

 

• • اضافه کردن بافر رنگزا به مدت ۲۰ دقیقه در دمای اتاق بر روی شیکر.

 

• • شستشوی ژل در آب مقطر و اضافه کردن بافرdeveloping تا ظهور باندهای پروتئینی.

 

• • اضافه کردن بافر متوقف کننده به مدت ۱۵ دقیقه.

 

• • شستشوی ژل در آب مقطر.

 

۲-۷ روش های اختصاصی
۲-۷-۱ سنتز ژن gcsf
توالی cDNA کد کننده پروتئین GCSF به طول bp 615 از بانک ژنومی (شماره ۱۷۲۲۱۹.۱) استخراج و به منظور سنتز به یکی از شرکتهای فعال در این زمینه سفارش داده شد. این توالی به منظور بیان در سلولهای مخمری از نظر کدونهای مورد استفاده در سنتز پروتئین، بهینه سازی شده و پس از بررسی های نهایی از نظر جایگاه های برش آنزیم های محدودالأثر، ساخته شده و در وکتور کلونینگ pGH کلون گردید. در دو انتهای این ژن، دو جایگاه برش آنزیمی برای آنزیمهای محدودالأثر HpaI و BamHI در نظر گرفته شد تا برای جدا نمودن این قطعه و کلون کردن آن در وکتور بیانی مخمر استفاده شوند. لازم به ذکر است که جایگاه برش این آنزیم ها بر روی قطعه ژنی سنتز شده، وکتور pGH و وکتور بیانی هانسونلا وجود ندارد.
۲-۷-۱-۱ PCR اختصاصی بر روی ژن gcsf
۲-۷-۱-۱-۱ طراحی پرایمرهای اختصاصی ژن gcsf
به منظور انجام PCR بر روی ژن gcsf در وکتورهای بدست آمده در مراحل مختلف، پرایمرهای اختصاصی این ژن با بهره گرفتن از برنامه genrunnr سنتز گردید (جدول ۲-۲).

 

پرایمر F	‘gtagatcttgcggatccccc-3-’5
پرایمر R	‘gtagatcttggtctccagcttgc-3-’5

جدول ۲-۲: توالی پرایمرهای ژن gcsf
۲-۷-۱-۱-۲ بهینه ‌سازی واکنش PCR
با انجام گرادیان PCR بهترین دمای اتصال پرایمرها به منظور بهینه سازی شرایط این واکنش مشخص گردید. این واکنش بر اساس مواد ذکر شده در جدول۲-۳ و بر طبق برنامه مندرج در جدول ۲-۴ انجام شد.

مواد

• فصل اول

 

مروری بر ادبیات فنی

 

•  

 

 

 

• مقدمه:

 

سازه­ها در طول عمر خود در معرض وقوع مخاطراتی مانند زلزله قرار دارند. سازه­­ها به گونه ­ای طراحی می­شوند که در عین آسیب دیدگی، قابلیت حفظ ایمنی جانی انسان­ها را داشته باشند. بنابراین یکی از مباحث مهم در مهندسی زلزله، بررسی رفتار سنجی سازه­ها، تشخیص آسیب دیدگی و برآورد محل و شدت آنها است که امروزه به سنجش سلامت سازه (System Health Monitoring) معروف است. به منظور شناسایی مشخصات سازه، شناسایی آسیب­ها و برآورد آسیب پذیری، به شناسایی مشخصات دینامیکی سازه­ها نیاز است. از این­رو بیشتر روش­های سنجش سلامت سازه بر اساس الگوریتم­های شناسایی سیستم^[۷] قرار دارند. مبحث شناسایی سیستم بر ایجاد مدل­های عددی روی سیستم­های دینامیکی تمرکز دارد و نقطه پیدایش آن موضوع کنترل در مهندسی برق بوده و امروزه به علوم مکانیک و هوافضا نیز گسترش یافته است.

یکی از مباحث انطباق یافته شناسایی سیستم، موضوع شناسایی سازه­ای^[۸] است که بر روی ایجاد مدل­های بر پایه فیزیک سازه­ها متمرکز شده است. در متون ادبیات فنی، شناسایی سازه­ای به این شکل تعریف شده است: “برقراری ارتباط پارامتری میان مشخصات پاسخ پیش بینی شده سازه­ها توسط یک مدل ریاضی با کمیت­های متناظرش که از مشاهدات آزمایشگاهی حاصل شده است". فرآیندهای شناسایی سازه­ای، از طریق تخمین قابل اعتماد عملکرد و آسیب پذیری سیستم­های سازه­ای با بهره گرفتن از شبیه سازی­های اصلاح شده، سعی در از بین بردن فاصله میان سازه­های واقعی و مدل­سازی­ها دارند. الگو شناسایی سازه­ای برای اولین بار توسط هارت و یاو در سال ۱۹۷۷ در مهندسی مکانیک و توسط لیو و یاو در سال ۱۹۷۸ در مهندسی عمران معرفی شد. این مقالات اولیه، الهام­بخش بسیاری از محققین در بررسی جنبه­ های گوناگون شناسایی سازه­ای بوده است و با گذشت بیش از ۳۰ سال، این موضوع همچنان جزو تحقیقات فعال در دو رشته عمران و مکانیک محسوب می­ شود ]۲[.
پیشرفت­های اخیر در مباحث فناوری اطلاعات، امکان استفاده از مدل­های اجزا محدود را برای طراحی، ارزیابی آسیب پذیری و مقاوم سازی را به مهندسین عمران داده است. اما عدم قطعیت­های موجود در سازه­های عمرانی موجب شده است که برای دست­یابی به یک شبیه­سازی قابل اعتماد، از مشاهدات و داده ­های آزمایشگاهی برای صحت­سنجی و به­روز ­رسانی مدل­های مصرفی، استفاده شود. از جمله مهمترین اهداف این موضوع می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

• پایش سلامت و عملکرد سازه­ها جهت مدیریت و نگهداری سازه­های مهم

 

• تایید طراحی و ساخت در سازه­های چالش برانگیز

 

• کمک به کنترل سازه­های طراحی شده بر مبنای طراحی بر اساس عملکرد

 

• مستند سازی خصوصیات واقعی سازه­ها بعنوان مبنای ارزیابی رفتار سازه­ها در آینده در مواجهه با زوال و خطرات پیش­رو

 

• شناسایی عوامل ایجاد آسیب، زوال و هرنوع کاستی در عملکرد و کاهش آنها (مانند ترک، نشست و…)

 

• اصلاح، تقویت و مقاوم سازی سازه­ها در اثر تغییر در آیین نامه­ ها و پیرشدن سازه­ها و یا نیاز به افزایش اطمینان تا رسیدن به سطح عملکردی دلخواه

 

• افزایش آگاهی در ارتباط با نحوه بارگذاری سازه­ها در حین ساخت و پس از آن، چگونگی تغییر شکل دادن آنها و چگونگی انتقال نیرو از اعضا به فونداسیون و خاک]۲[.

 

 

 

• شناسایی سازه­ای سازه­های موجود(واقعیت­ها و چالش­ها)

 

در حرفه مهندسی عمران برای مدت زمان طولانی، مدل­های فوق العاده ساده و ایده­آل برای هدف­های آنالیز و طراحی مورد استفاده بوده است. برای مثال ساختمان­ها به صوت قاب­هایی دو بعدی و پل­ها به صورت تیرهایی ساده یا تیرهایی پیوسته مدل می­شوند. این نگاه ساده اساس بسیاری از روندهای شکل دهنده آیین نامه­ ها رو تشکیل داده است و با وجود ارائه روش­های مدل­سازی پیچیده­ و دقیق­تر، استفاده از ساده سازی جایگاه ویژه خود را از دست نداده است. زمانیکه از طراحی بر مبنای این مدل­های ساده به سوی طراحی بر مبنای آیین نامه­ های موجود حرکت می­کنیم، روند اقتصادی­تر شدن طراحی­ها در عین ایمنی بیشتر آنها کاملا قابل درک و اثبات است. نقص عمده این روش­ها ناتوانی در شبیه سازی دقیق عملکرد واقعی سازه­ها است و هرچه به سمت طراحی بر مبنای عملکرد و پررنگ شدن مفاهیمی همچون دوام، نگهداری و سطوح سرویس پیش می­رویم، کاستی روش­های مدل­سازی ساده محسوس­تر می­ شود ]۲[.
امروزه با وجود در دسترس بودن ابزارهای مدل­سازی دقیق که قابلیت شبیه­سازی سه بعدی رفتار سازه­ها (مقیاس محلی و مقیاس کلی) را دارند، اما شبیه­سازی قابل اعتماد از عملکرد سازه­های ساخته شده نیاز به عواملی فراتر از مدل­های تصحیح شده دارد. مثال­های متعددی وجود دارد که نشان می­دهد این مدل­های با جزئیات، مکانیزم­ های بحرانی و توزیع بارها را در سازه­های پیچیده از جا انداخته­اند و موجب ایجاد اختلافاتی در حدود ۱۰۰ تا ۵۰۰% در پاسخ­های کلی و محلی شده ­اند. حقیقت این است که مدل­های تصحیح شده گرچه قادرند رفتار سازه­ها را با دقت بیشتری شبیه­سازی کنند، اما با دقیق­تر شدن مدل­ها، آنها نیاز به اطلاعات بیشتری جهت کاهش تأثیر عوامل ایجاد عدم قطعیت برای رسیدن به نتایج قابل اعتماد دارند. این نیاز موجب به رسمیت شناختن روز افزون استفاده از داده ­های آزمایشگاهی برای بهبود نتایج مدل­ها و توسعه روش­های شناسایی سازه­ای شده است. به طور خلاصه نتایج مدل­های ساده به دلیل فرضیات ساده کننده و نتایج مدل­های دقیق­تر به دلیل نیاز به داده ­های بیشتر از واقعیت فاصله دارند ]۲[.
فرایندهای شناسایی سازه­ای با بهره گرفتن از داده ­ها/ مشاهدات آزمایش­های انجام گرفته روی سازه­های واقعی برای شبیه سازی های پیشرفته، برآورد دقیقی از عملکرد و آسیب­پذیری سیستم­های سازه­ای داشته و به این ترتیب سعی در از بین بردن فاصله موجود بین مدل­ها و سازه­های واقعی دارند. شناسایی سازه­ای به این صورت تعریف می­ شود: ” فرایند ایجاد یا به­روز رسانی مدل­های بر پایه فیزیک سازه­ها (مانند مدل­­های اجزاء محدود) با بهره گرفتن از پاسخ­های اندازه گیری شده تحت تحریک استاتیکی و دینامیکی که به منظور ارزیابی سلامت و عملکرد و سایر تصمیم گیری­ها انجام می­گیرد." شناسایی سازه­ای تبدیل یافته مبحث عمومی­تر شناسایی سیستم­ها است که برروی ایجاد مدل­های عددی (مانند معادلات دیفرانسیل و فضای حالت) سیستمهای دینامیکی با بهره گرفتن از پاسخ­های اندازه گیری شده آنها تمرکز دارد. ]۲[.
در مورد سازه­های صنعتی (manufactured system) مانند هواپیما، خودرو و سازه­های فضایی، فرایند شناسایی سازه­ای، به فرایندی متداول و ابزاری مستقل برای درک مشخصات واقعی مکانیکی آنها تبدیل شده است، به گونه ­ای که در مراحل طراحی و ارزیابی عملکرد این گروه از سازه­ها مورد استفاده قرار می­گیرد. در مقابل در مورد سازه­های عمرانی (constructed system) مانند ساختمان­ها، پل­ها و سدها و.. شناسایی سازه ای در مراحل ابتدایی قرار دارد و کارهای پراکنده­ای به صورت کاربردی در این حوزه انجام گرفته است. ]۲[.
عدم قطعیت و منحصر بفرد بودن سازه­های عمرانی موجب شده است که پیش ­بینی مشخصات مکانیکی پارامترهای عملکردی این سازه­ها دشوار باشد، از طرفی اطلاعات محدودی راجع به عملکرد واقعی این گروه از سازه­ها در دسترس است. با وجود این چالش­ها، یکی از اهداف شناسایی سازه­ای، پرده برداشتن از رفتار واقعی سازه­ها است که ابعاد وسیعی از مباحث عمران همانند اصول طراحی بر مبنای عملکرد تا تصمیم گیری بر مبنای خطرپذیری (ریسک) سازه­های موجود را تحت تأثیر قرار می­دهد.
به اعتقاد بسیاری، دلیل ابتدایی عدم استفاده گسترده از روش­های شناسایی سازه­ای به صورت کاربردی در مورد سازهای عمرانی، ناشی از کاربردی نبودن تکنولوژی حسگرها است و پیشرفت­های اخیر در این حوزه موجب گسترش استفاده کاربردی آنها نشده است، اما برخی دیگر علت را پایه­ای تر می­دانند. در طی دهه گذشته تعداد زیادی از تلاش­ های انجام گرفته برای اعمال روش­های شناسایی سازه­ای (که قبلا روی سازه­های صنعتی توسعه و به اثبات رسیده ­اند) روی سازه­های عمرانی با شکست همراه بوده است.. این عدم موفقیت به دلیل در نظر نگرفتن عدم قطعیت­های موجود در سیستم­های سازه­ای، در روند­های شناسایی است که برای سازه­های کارخانه­ای توسعه یافته­اند. در مواردی هم که روند شناسایی با موفقیت در مورد سیستم­های سازه­ای انجام گرفته­اند، نقش پررنگ این عدم فطعیت­ها به صراحت بیان شده است. برطرف کردن این چالش­ها نیاز همکاری رشته­ های گوناگون دارد. تعدادی از این موارد عدم قطعیت در جدول (۱-۱) شرح داده شده ­اند: ]۲[.
علاوه بر عدم قطعیت­های یاد شده در ارتباط با سیستم­های سازه­ای که عملکرد و خصوصیات مکانیکی آنها را تحت تأثیر قرار می­دهد( جدول ۱-۱)، می­توان به چالش­های فرارو روش­های شناسایی نیز اشاره نمود:

 

• بهینه سازی اقتصادی و فنی روش­های شناسایی سیستم

 

اکثر روش­های شناسایی و تشخیص آسیب به تعداد زیاد محرک­ها و حسگرها نیاز دارند. با توجه به ابعاد و توپولوژی سیستم­های سازه­ای و درجات آزادی زیاد این سیستم­ها، این نیاز معمولا یا قابلیت اجرا را ندارد و یا مقرون به صرفه نیست. بنابراین ملاحظات اقتصادی و فنی در مرحله برداشت داده ­ها یکی از چالش­های کاربردی این موضوع است.

 

• شناسایی، حذف و کمینه نمودن نوفه­ها

 

یکی از نقاط ضعف اکثر روش­های شناسایی حساسیت آنها به نوفه است. در این راستا روند نوفه­زدایی و به طور کلی پردازش سیگنالف جزو مباحث کلیدی این مقوله به شمار می­رود. روش­های کنونی نوفه زدایی پاسخ اصلی سازه را دچار تغییر و روند شناسایی را با چالش روبرو می­ کنند. روش­های کلاسیک نوفه زدایی نیز معمولا برای اهداف دیگری
عدم قطعیت­های تأثیرگذار بر خصوصیات مکانیکی و عملکرد سازه­های ساخته شده

ناهمگنی
جنس و خصوصیات مواد تشکیل دهنده، مشخصات و جزئیات در اعضای مختلف و در راستای هر یک از اعضای تشکیل دهنده یک سازه به طور قابل ملاحظه­ای تغییر می­ کند. عواملی مانند زوال و آسیب موجب آمیختگی این تغییرات شده و تشخیص آنها را مشکل می­ کند.

شرایط مرزی
یکی از شرایط مرزی چالش برانگیز در سیستم­های سازه­ای، سطوح مشترک غیر قابل مشاهده خاک و پی سیستم­های سازه­ای است، بگونه­ای که خصوصیات تماسی این سطح، متغیر است و از طرفی خصوصیات خاک و حتی سنگ تحت تاثیر عواملی مانند فشار، رطوبت، دما و زمان است.