Σύγχρονες μέθοδοι στο μη καταστροφικό έλεγχο (MKE) και την παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας των κατασκευών
Λιαράκος Ευάγγελος
Δρ. Μηχανικός Ορυκτών Πόρων
Εισήγηση στα πλαίσια των ερευνητικών διαλέξεων του ΠΜΣ της Σχολής Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης | Απρίλιος 2016.
(Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης CreativeCommons)
Περίληψη
Η αυξανόμενη πολυπλοκότητα των σύγχρονων κατασκευών, τόσο ως προς τη δομή τους όσο και ως προς χρήση τους, έχουν αναβαθμίσει σημαντικά την ανάγκη για συστηματική παρακολούθηση της δομικής τους ακεραιότητας. Ως δομική ακεραιότητα χαρακτηρίζεται η ικανότητα μιας κατασκευής να παραλαμβάνει με ασφάλεια τα μηχανικά φορτία για τα οποία σχεδιάστηκε και να εμφανίζει, ανάλογα με τη φόρτιση, τις αναμενόμενες βάσει προδιαγραφών παραμορφώσεις. Κάθε μη προβλεπόμενη απόκλιση της μηχανικής συμπεριφοράς χαρακτηρίζεται ως μηχανική βλάβη. Ανάλογα με το υλικό και τη γεωμετρία της κατασκευής οι μηχανικές βλάβες μπορούν να εμφανιστούν ως εκτεταμένη ρηγμάτωση των ψαθυρών υλικών (σκυρόδεμα), ως μεγάλες και μόνιμες παραμορφώσεις μεταλλικών στοιχείων κ.α.
Στόχος της παρακολούθησης μιας κατασκευής είναι ο έγκαιρος εντοπισμός πιθανών μηχανικών βλαβών και η αποτελεσματική επισκευή τους. Οι μέθοδοι μη καταστροφικού ελέγχου (ΜΚΕ) ενισχύουν τα εποπτικά μέσα ενός μηχανικού, αυξάνοντας την ικανότητα επιτυχούς ανίχνευσης μιας μηχανικής βλάβης. Επιπλέον δίνουν τη δυνατότητα της επι-τόπου εκτίμησης τόσο των μηχανικών ιδιοτήτων των δομικών υλικών, όσο και της συνολικής μηχανικής συμπεριφοράς μιας κατασκευής. Έχουν σημαντικά χαμηλότερο κόστος σε σχέση τις με κλασσικές καταστρεπτικές δοκιμές και δεν απαιτούν τη λήψη δοκιμίων υλικού από την υπο-παρακολούθηση κατασκευή. Ειδικά το τελευταίο σημείο τις καθιστά σχεδόν μη-επεμβατικές και απολύτως κατάλληλες για τον έλεγχο μνημείων και ιστορικών κατασκευών. Τέλος η ραγδαία ανάπτυξη της ασύρματης και της ψηφιακής τεχνολογίας έχουν καταστήσει εφικτή και οικονομικά προσιτή, την πλήρως αυτοματοποιημένη και σε πραγματικό χρόνο, διαδικασία παρακολούθησης μίας κατασκευής.
Στα πλαίσια της παρούσας διάλεξης γίνεται αναδρομή στις αρχές παρακολούθησης της δομικής ακεραιότητας μιας κατασκευής και την εφαρμογή των μεθόδων ΜΚΕ. Παρουσιάζονται κλασσικές και ευρύτατα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι ΜΚΕ, όπως οι υπέρηχοι και τα κρουστικά μηχανικά κύματα. Επιπλέον γίνετε μια εισαγωγή και παράθεση αποτελεσμάτων, σε σχέση με τις καινοτόμες μεθόδους των πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων , της διαδικτυακής παρακολούθησης κατασκευών και της ανέπαφης σάρωσης της δυναμικής συμπεριφοράς μιας κατασκευής με τη χρήση της Δονησιομετρίας Σάρωσης με Laser – LSV (Laser Scanning Vibrometry).