مقاله تحلیلی:‌ نقش نرم‌ افزار های مهندسی در شکست‌ های سازه‌ ای

اگر سازه آن‌طور که بسته نرم‌افزاری پیشرفته شما پیش‌بینی کرده رفتار نکند، چه‌کار می‌کنید؟

صبر می‌کنید و از بسته نرم‌افزاری‌تان سؤال می‌کنید؟

یا حداقل فکر می‌کنید که کاش می‌توانستید ...

استادیوم مرکزی هارتفورد

سقف استادیوم مرکز شهری هارتفورد در ایالت کانتیکت، با ابعاد 91.4 متر در 110 متر در ارتفاع 25.3 متری روی یک استادیوم 10000 نفری معلق است. قاب فضایی پیچیده آن یک شبکه عنکبوتی با 2300 عضو فولادی منفرد بود که روی چهار برج قرار گرفته است.

حتی قبل از تکمیل کار ساخت‌وساز هم مشکلاتی وجود داشت. وقتی قاب فضایی در روی زمین سر هم شد، قبل از اینکه بلند شده و به روی برج‌ها منتقل شود، دچار تغییر شکل بیش‌ازحد انتظار شد.

مثل اینکه طراحان چیزی را از قلم انداخته بودند.

اما به نظر می‌رسد به مشکل رسیدگی نشد، سقف بلند شد و در جای خود قرار گرفت و بعداً دیده شد که مشکل تغییر شکل بدتر هم شد – سقف حالا بیش از دو برابر مقدار پیش‌بینی‌شده خیز پیدا کرده بود. طراحان معتقد بودند چنین ناسازگاری‌هایی به دلیل فرضیات ساده‌شده‌ای که در محاسبات نظری انجام داده‌اند قابل پیش‌بینی بود.

سپس پیمانکار نصب پانل‌های پوشش روی قاب فضایی متوجه مشکل دیگری شد. قاب فضایی اعوجاج خیلی زیادی داشت – احتمالاً در اثر تغییر شکل‌های بزرگ. این اعوجاج باعث از بین رفتن نظم براکت¬های تکیه‌گاه پانل‌ها شده بود؛ اما وقتی به طراحان گفته شد، دوباره گفتند که نگرانی وجود ندارد؛ بنابراین براکت¬ها را بریده و بزرگ‌تر کردند تا باوجود این اعوجاج کار نصب انجام شود.

چندین شکایت هم از طرف مردم دریافت شده بود – تغییر شکل سقف به شکلی بود که احساس ناراحتی کرده بودند؛ بنابراین شهر هارتفورد با طراحان تماس برقرار کرد که آن‌ها مجدداً از طرح خود دفاع کردند.

پنج سال بعد، شب 18 ژانویه 1978، این استادیوم زیر بار سنگین‌ترین برف از زمان ساخت خود قرار گرفت؛ اما بار برف فقط نیمی از بار طراحی بود، بنابراین سازه باید این بار را به‌راحتی تحمل می‌کرد.

اما نکرد.

در ساعت 4:19 صبح، قاب فضایی 1270 تنی فروریخت. تنها شش ساعت قبل از اینکه 5000 نفر بنشینند و بازی بسکتبال را نگاه کنند.

دلیل شکست

پس چه اتفاقی افتاده بود؟

به نظر می‌رسید که طراحی اصلاً کافی نبوده است. سازه بلافاصله پس از تکمیل ساخت شروع به فروریختن کرده بود – بعضی از اعضای قاب فضایی اضافه‌بار بیش از 800% را متحمل شدند.

طراحان کجا اشتباه کرده بودند؟

مشکل به دلیل اعتماد بیش‌ازحد به نرم‌افزار کامپیوتری ایجاد شده بود.

شرکت طراحی مسئولین شهر هاتفورد را قانع کرده بود که یک بسته نرم‌افزاری تحلیل پیشرفته بخرد. آن‌ها گفته بودند که استفاده از این بسته برای طراحی باعث صرفه‌جویی نیم میلیون دلاری در هزینه‌های ساخت‌وساز می‌شود.

اما این نرم‌افزار باعث ایجاد چندین نقص در سازه و منجر به طراحی ناکافی شد. ما اینجا به این نقص‌ها نمی‌پردازیم، اما آخرین آن‌ها این است که نرم‌افزار بر فرضیاتی تکیه کرده که در عمل برای سازه قابل کاربرد نبوده و این فرضیات به تفاوت‌های بسیار بزرگ بین رفتار واقعی و پیش‌بینی‌شده سقف و در نهایت فروریختن آن منجر شده بود.

عوامل انسانی

اما برای من این جذاب‌ترین جنبه شکست نیست.

این عامل گویای این نیست که چرا طراحان، وقتی‌که رفتار متفاوت سازه و تنش‌های آن را دیدند، نتایج طراحی نرم‌افزار را بازنگری نکردند.

شاید شما بگویید که این همان کاری است که شما انجام می‌دادید و احتمالاً همین کار را هم می‌کردید؛ اما در واقع همه ما مهندسانی را می‌شناسیم که اعتماد زیادی به اعتبار نتایج نرم‌افزارهای کامپیوتری دارند و برایشان مهم هم نیست که مقایسه این نتایج با عملکرد سازه در واقعیت چگونه است. یکی از بدترین مشکلات نرم‌افزارها این است که می‌تواند اعتمادبه‌نفس اضافی ایجاد کنند که به‌نوبه خود باعث ایجاد وابستگی بیش‌ازحد می‌شود. این چیزی است که در هارتفورد اتفاق افتاد. وقتی آن‌ها اصرار دارند که از بسته نرم‌افزاری پیشرفته استفاده کنند، چرا باید به خروجی‌های این بسته شک داشته باشند؟ این شک معادل شک داشتن به تصمیم خرید نرم‌افزار از همان اول است.

حالا من نمی‌گویم که استفاده از نرم‌افزار کامپیوتری همیشه بد است. بد نیست، نرم‌افزار بسیاری از کارهای کسل‌کننده، روتین و گاهی پیچیده را به‌صورت خودکار انجام می‌دهند. سؤال واقعی این نیست که آیا ما باید به استفاده از نرم‌افزار کامپیوتری وابسته باشیم، بلکه این است که نباید بیش‌ازحد به آن وابسته باشیم. بسیاری فکر می‌کنند که در حال حاضر ما نسلی از برنامه‌نویس‌ها را به‌جای مهندس آموزش می‌دهیم.

واقعیت این است که ابزارهای نرم‌افزاری کمک زیادی به حرفه مهندسی کرده‌اند، اما این ابزارها به‌اندازه مهندسانی که از آن‌ها استفاده می‌کنند خوب هستند؛ بنابراین با ورود به عصر جدید در صنعت ساختمان – که می‌توانیم آن را عصر BIM بنامیم – باید از مزایایی که چنین فناوری‌هایی به همراه می‌آورند استفاده کنیم اما نباید فراموش کنیم که نرم‌افزارهای کامپیوتری چیزی بیشتر از ابزارهایی که باید هوشمندانه استفاده شوند نیستند – یک ابزار برای اینکه مهندسان بهتری بشویم.

هیچ‌وقت این ابزارها نباید جایگزین ما شوند و مثل مهندسان فکر کنند، مانند چیزی که در هارتفورد اتفاق افتاد.

 منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.