بنا بر تعریف، فن نظارت سلامت سازه ها تشخیصی از وضعیت مواد به کار رفته در سازه میباشد و لازم است وضعیت سلامت هر سازه در محدوده تعریف شده طراحی باشد، اگرچه می تواند در اثر واکنش طبیعی با محیط و اتفاقات ناگهانی تغییر کند .
با استفاده از بعد زمانی نظارت بر سازه امکان لحاظ کردن تاریخچه اطلاعات کامل از سازه فراهم می شود. با این روش پیش بینی، خسارت وارد بر سازه میسر خواهد بود، پس می توان نظارت بر سلامت سازه را به عنوان روشی جدید به منظور پیش بینی غیرمخرب معرفی کرد .
به طور کلی نظارت بر  سلامت سازه ها مبتنی بر دو اصل تشخیص و پیشبینی استوار است و بخش مهم و قابل پیشرفت در این حوزه همان پیش بینی خواهد بود، زیرا رویکرد تشخیص، عمدتا به همان روشهای ارزیابی غیرمخرب خواهد پرداخت .
 
2-1) بیان مسأله
همان طور که اشاره شد، یکی از کارهای پرهزینه در کشورها ی مختلف، مرمت ساختمان هاست که هزینه قابل توجهی را به خود اختصاص می دهد و این هزینه ها جزو سرمایه ملی است .در کشور هایی مانند انگلستان، هزینه تعمیرات سالانه ساختمان ها را بیش از دومیلیارد پوند برآورد کرده اند .
مساله اینجاست که بهسازی و بازسازی برای افزایش عمر ساختمان، یک ضرورت است و نمی توان از آن به طور کلی چشم پوشی کرد ولی باید در نظر داشت این دو خود مستلزم صرف هزینه و استفاده از مصالح ساختمانی و تولید نخاله خواهد بود. بنابراین باید تلاش نمود تا نیاز به بهسازی و بازسازی کم گردد و انجام این مهم باید از لحظه شروع طراحی مد نظر ما باشد و سعی شود تا با آینده نگری و طراحی و اجرای اصولی و هدفمند، از نیاز به تخریب ،ترمیم و تعمیر پیشگیری شده و لزوم انجام اصلاحات و همچنین تخریب زودهنگام ساختمان تا حد ممکن کاهش یابد.
 
3-1) اهمیت و ضرورت تحقیق
در سراسر دنیا ساختمان ها جزو سرمایه های ملی یک کشور می باشند و افزایش عمر مفید ساختمان و بالا بردن کارایی آن بازده سرمایه را بیشتر می کند و میزان مصرف مصالح و هزینه هایی که صرف ساخت ساختمان در سطح کشورهای مختلف می شود، حجم عمده ای از اقتصاد و بودجه سالانه را  به خود اختصاص می دهد.
از اینرو حفظ و جلوگیری از تخریب زودهنگام ساختمان ها به مثابه حفظ سرمایه ملی، استفاده بهینه از منابع و بالا بردن تولید ناخالص داخلی خواهد بود  .
هرچند جنبه های اقتصادی ساخت  و کاهش هزینه های اجرای آ ن از اهمیت زیادی برخوردار است، ولی این امر نباید فقط  شامل هزینه های اجرای سازه شود بلکه بایستی شامل تمامی هزینه های یک سازه از زمان شروع ساخت تا پایان عمر مفید آن باشد.
کاهش هزینه های سرمایه گذاری اولیه و اجرای ساختمان بدون توجه به هزینه های بعدی و نیز بدون برنامه ریزی و مطالعه صحیح، غالباٌ منجر به افزایش هزینه های جاری از جمله هزینه های بهره برداری و تعمیر و نگهداری نیز خواهد شد و کل هزینه های طول عمر ساختمان را افزایش می دهد.
بنابراین می توان گفت، اهمیت نظارت بر سلامت سازه ها به اهمیت سازه ها و بخش هایی بازمی گردد، که لازم است از آنها مراقبت شود .
به طور مثال در سازه هایی چون پلها، سکوهای نفتی، و …، که از اهمیت بالایی برخوردارند، استفاده از سامانه های کنترل و نظارت بر این سازه ها امری ضروری است، زیرا اگرسازه ای همچون پلی عظیم تحت تأثیر بارهای ضربه ای، ارتعاشی و خستگی، دچار ترک خوردگی شود و این ترک در بارگذاری ها ی متعدد رشد کند منجر به کاهش حد تحمل پل میشود و گسیختگی دور از انتظار نمی باشد.
براساس ارتعاشات طبیعی یک سازه ، وجود ترک به کاهش فرکانس طبیعی منجر می شود و در نتیجه حد تحمل سازه نیز کاهش می یابد .با برابرشدن فرکانس بارگذاری با یکی از فرکانس های طبیعی سازه پدیده تشدید رخ می دهد، در نهایت باعث فروپاشی کلی پل می شود .
بر این اساس اگر سیستم کنترل سازه روی پل تعبیه شود، به محض ایجاد ترک یا هر عیب دیگر، سیستم مذکور اطلاعاتی را به مرکز کنترل ارسال کرده و سپس اقدامات در جهت رفع عیب می شود.
بنابراین با استفاده از روش های نظارتی نوین می‌توان سیر رشد آسیب و عمر باقیمانده ناحیه آسیب دیده و کل سازه را پیش‌بینی نمود، با این توضیحات واضح است که این روش های نوین نظارتی، باعث شده که مشکلات کل سازه، بهبود یافته و کالیبره گردد، پس باید این گونه بیان نمود، که تلفیق حسگرها و استفاده از مواد هوشمند، توانایی بالای انتقال و پردازش داده و قدرت محاسباتی بالا, در روش های نظارتی نوین، باعث گردیده تا زمینه ایجاد یک ساختار نظارتی کامل فراهم گردد .
 

فرضیه‌های تحقیق

1. نظارت و پیش‌بینی که در جهت افزایش طول عمر و سلامت سازه باشد
2. محتمل بودن افزایش طول عمر و کاهش هزینه ها و وزن سازه .
3. محتمل بودن صرفه‌جویی در زمان و هزینه تعمیر و نگهداری.

4. 

5. محتمل بودن امکان از سیستم SHM (پایش سلامت سازه) در مرحله طراحی و ساخت سازه.

اهداف تحقیق

این تحقیق به صورت جامع ،تاثیر استفاده از روشهای مطرح شده در صرفه جویی اقتصادی را مورد بررسی قرار می دهد و با در نظرگرفتن این تاثیر شایسته است  تحولی  در رابطه با افزایش عمر و بالا بردن کیفیت سازه ها صورت پذیرد تا در آینده شاهد احیای کالبد سازه ها، و بوجود آمدن زمینه لازم جهت رسیدن به سازه ی دارای هویت  و مستحکم تری باشد .
 

1. نظارت بر سلامت سازه ها به منظور پیش‌بینی و افزایش طول عمر در کل سازه .
2. عیب‌یابی در هر لحظه از طول عمر سازه ؛
3. عیب‌های ناشی از استهلاک، عوامل محیطی، نحوه استفاده از سازه ؛
4. رویدادهای تصادفی و عمر سازه از قبیل: عیب‌های ناشی از پیری سازه .

روش تحقیق

دراین تحقیق  ابتدا به بررسی مفاهیم پایه‌ای نظارت بر سلامت سازه، پرداخته می شود .
سپس بررسی انواع آسیب‌های سازه‌ای، الگوریتم های ارائه شده، جهت کنترل و نظارت بر موارد اجرایی در راستای سلامت سازه ها انتخاب و شناسایی خواهد شد .
     در ادامه با ارائه ساختارهای سنتی جهت تعمیر و نگهداری سازه‌ ها، به بررسی و مقایسه این ساختارها، با ساختارهای نوین و صنعتی در جهت صرفه‌جویی در زمان، و هزینه تعمیر، و نگهداری سازه ها، پرداخته خواهد شد .
   آنگاه تغییرات اساسی ایجاد شده، توسط سیستم‌های نوین پایش سلامت سازه (SHM)، که جهت تعمیر و نگهداری سازه ها راه اندازی گردیده است، مورد بررسی قرار می‌گیرند .
    و در نهایت مکانیزم و عملکرد انواع تکنیک‌ها و سیستم‌های نوین عمرانی که شامل دوربین های نظارتی، حسگرهای بکار رفته در سیستم و … میباشند مقایسه و شناسایی می شوند .

ساختار رساله:

در این رساله ،  فصل اول ، کلیات است که به بیان مساله و روش تحقیق و اهداف تحقیق می پردازد ،  در فصل  دوم مروری بر ادبیات فنی تحقیق خواهیم داشت . آنگاه در فصل سوم به دو مبحث زیر می پردازیم :
1-  بررسی عملکرد های ایده آل و شرایط عمومی سازه از قبیل: متد های ساخت، نظارت بر دوام، ماندگاری و مرمت سازه ها.   2-  معرفی و بررسی سسیتم نظارتی یا پایشی( SHM) و کاربردهای آن و همچنین بررسی استراتژی و روش‌های نوین جهت نظارت و تشخیص آسیب در زیر ساخت سازه ها.
 سپس در فصل چهارم ما با کمک روش ها و سیستم های نظارتی به معرفی و بررسی راهکارهایی برای از بین بردن مشکلات سازه و ارتقای کیفیت و ماندگاری آن می پردازیم.
 نهایتاً در فصل پنجم به ارائه پیشنهادات می پردازیم و نتیجه گیری می شود.