Chẩn đoán hiện tượng bong tách trong dầm bê tông cốt thép có gia cường tấm FRP sử dụng đáp ứng trở kháng

Bài viết Chẩn đoán hiện tượng bong tách trong dầm bê tông cốt thép có gia cường tấm FRP sử dụng đáp ứng trở kháng trình bày mô phỏng số được thực hiện để chẩn đoán hiện tượng bong tách trong dầm bê tông cốt thép (BTCT) có gia cường tấm FRP (Fiber Reinforced Polymer) sử dụng đáp ứng trở kháng.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2022, 16 (2V): 77–90 CHẨN ĐOÁN HIỆN TƯỢNG BONG TÁCH TRONG DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ GIA CƯỜNG TẤM FRP SỬ DỤNG ĐÁP ỨNG TRỞ KHÁNG Trần Ngọc Huỳnha,b,c , Trần Mạnh Hùnga,b,c , Hà Minh Tuấnd , Huỳnh Thanh Cảnhe,f , Lê Văn Phước Nhâna,b , Hồ Đức Duya,b,∗ a Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Bách Khoa TP.HCM, 268 Lý Thường Kiệt, quận 10, TP HCM, Việt Nam b Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, phường Linh Trung, TP Thủ Đức, TP HCM, Việt Nam c CTCP Tập đồn Xây dựng Hịa Bình, Tịa nhà Pax Sky, 123 Nguyễn Đình Chiểu, TP HCM, Việt Nam d Khoa Xây dựng, Đại học Công nghệ TP HCM, 475A Điện Biên Phủ, quận Bình Thạnh, TP HCM, Việt Nam e Khoa Xây dựng, Đại học Duy Tân, 03 Quang Trung, TP Đà Nẵng, Việt Nam f Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ cao, Đại học Duy Tân, 03 Quang Trung, TP Đà Nẵng, Việt Nam Nhận ngày 21/7/2021, Sửa xong 10/2/2022, Chấp nhận đăng 17/2/2022 Tóm tắt Trong báo này, mơ số thực để chẩn đoán tượng bong tách dầm bê tơng cốt thép (BTCT) có gia cường FRP (Fiber Reinforced Polymer) sử dụng đáp ứng trở kháng Đầu tiên, lý thuyết đáp ứng trở kháng cơ-điện sử dụng cảm biến PZT (Lead Zirconate Titanate), số đánh giá định vị hư hỏng RMSD (Root Mean Square Deviation) dựa vào thay đổi đáp ứng trở kháng giới thiệu Tiếp đến, mô hình phần tử hữu hạn (PTHH) cho dầm BTCT có gia cường FRP mô phần mềm ANSYS Độ tin cậy mơ hình PTHH kiểm chứng việc so sánh với kết thực nghiệm Các trường hợp hư hỏng bong tách dầm BTCT FRP tương ứng với cấp tải trọng tác dụng khác khảo sát Sau cùng, số đánh giá hư hỏng RMSD tính tốn nhằm cảnh báo xuất hiện tượng bong tách xác định vị trí bong tách dầm Kết từ nghiên cứu cho thấy phương pháp trở kháng có độ xác cao việc chẩn đốn tượng bong tách dầm BTCT có gia cường FRP Từ khố: dầm bê tơng cốt thép; FRP; tượng bong tách; trở kháng; chẩn đoán kết cấu DEBONDING DETECTION OF REINFORCED CONCRETE BEAMS STRENGTHENED WITH FRP SHEETS USING IMPEDANCE RESPONSES Abstract In this paper, a numerical simulation to detect the debonding in reinforced concrete beams with FRP (Fiber Reinforced Polymer) sheets using electro-mechanical impedance responses is developed First, the theory of impedance responses using PZT (Lead Zirconate Titanate) sensor, damage assessment and localization index of RMSD (Root Mean Square Deviation), based on the change of impedance responses, is presented Next, a finite element model for reinforced concrete beam with FRP sheet is simulated by using ANSYS software Numerical results are verified by comparing with experimental ones to demonstrate the reliability The cases of debonding in the beam corresponding to different applied load levels were examined Finally, the debonding’s occurrence and location in the beam are detected by using the RMSD index The results show that the impedance-based method has high accuracy in detecting the debonding in reinforced concrete beams strengthened with FRP sheets Keywords: reinforced concrete beams; FRP; debonding; impedance; damage detection https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2022-16(2V)-07 © 2022 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: hoducduy@hcmut.edu.vn (Duy, H Đ.) 77 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Giới thiệu Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) loại kết cấu sử dụng phổ biến lĩnh vực xây dựng Tuy nhiên, BTCT vật liệu dễ bị ăn mòn xuất vết nứt dẫn đến giảm khả chịu lực, giảm độ bền kết cấu Một giải pháp hiệu sử dụng phổ biến để gia cường cho cơng trình BTCT sử dụng vật liệu FRP (Fiber Reinforced Polymer) Với đặc tính trội như: khả chịu va đập chịu kéo tốt, trọng lượng nhẹ, khả chống ăn mòn cao, tính tốn kiểm tra đơn giản; vật liệu FRP ngày ứng dụng rộng rãi lĩnh vực gia cố cơng trình xây dựng Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu FRP lại tiềm ẩn rủi ro cần quan tâm liên kết, bong tách FRP bề mặt cấu kiện bê tông Do đó, kết cấu BTCT gia cường FRP cần theo dõi, chẩn đoán thường xuyên để kịp thời phát hư hỏng đưa giải pháp xử lý Sự đời vật liệu thông minh vật liệu áp điện PZT (Lead Zirconate Titanate) hỗ trợ cho cách mạng lĩnh vực theo dõi chẩn đoán sức khỏe kết cấu dựa phương pháp không phá hủy Năm 1994, Liang cộng đề xuất phương pháp trở kháng cho việc chẩn đoán hư hỏng kết cấu [1] Tiếp theo sau đó, phương pháp trở kháng nghiên cứu ứng dụng thành công nhiều loại kết cấu khác Ở nước ngoài, việc sử dụng phương pháp trở kháng để chẩn đoán hư hỏng nghiên cứu nhiều loại kết cấu như: chẩn đoán hư hỏng kết cấu dàn [2], phát vết nứt kết cấu nhơm mỏng [3], chẩn đốn bong tách mẫu bê tông gia cường FRP [4], phát hư hỏng kết cấu dầm nhôm [5], phát hư hỏng trượt vật liệu kết cấu liên hợp thép – bê tơng [6], chẩn đốn nứt dầm bê tông cốt FRP [7] Tại Việt Nam, số nghiên cứu gần ứng dụng phương pháp trở kháng để chẩn đoán hư hỏng kết cấu như: phát vết nứt mẫu dầm nhôm [8], chẩn đốn hư hỏng cho dầm BTCT có gia cường FRP [9], chẩn đoán hư hỏng vùng neo kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước [10] Việc sử dụng FRP gia cường cho kết cấu dầm BTCT sử dụng phổ biến Đối với loại kết cấu này, hư hỏng bong tách FRP dầm BTCT mục tiêu quan trọng cần theo dõi chẩn đoán nhằm đảm bảo độ an toàn cho kết cấu Do vậy, mục tiêu báo giới thiệu phương pháp chẩn đốn tượng bong tách dầm BTCT có gia cường FRP sử dụng đáp ứng trở kháng Trước tiên, sở lý thuyết phương pháp trở kháng, số đánh giá hư hỏng phương pháp xác định vị trí tượng bong tách dựa vào thay đổi đáp ứng trở kháng giới thiệu Tiếp đến, mơ hình phần tử hữu hạn dầm BTCT có gia cường FRP mơ phần mềm ANSYS Độ tin cậy kết mô kiểm chứng với kết thực nghiệm thông qua việc so sánh biểu đồ tải trọng-chuyển vị dầm Sau cùng, số đánh giá hư hỏng RMSD (Root Mean Square Deviation) tính tốn để xác định xuất vị trí xảy hư hỏng bong tách dầm Phương pháp trở kháng 2.1 Đáp ứng trở kháng – điện Với ưu điểm giá thành thấp, hình dạng kích thước đa dạng, trọng lượng nhẹ, vật liệu áp điện PZT ứng dụng rộng rãi lĩnh vực theo dõi chẩn đoán sức khỏe kết cấu (Structural Health Monitoring: SHM) [11] PZT vật liệu áp điện chuyển đổi lượng điện lượng qua lại với nên vừa sử dụng cảm biến để ghi nhận biến dạng kết cấu, vừa thiết bị truyền động để kích thích kết cấu Sự tương tác cơ-điện cảm biến PZT kết cấu thể Hình Theo đó, kết cấu mơ tả đặc trưng khối lượng 78 thể sử dụng cảm biến để ghi nhận biến dạng kết cấu, vừa thiết bị truyền động để kích thích kết cấu Sự tương tác cơ-điện cảm biến PZT kết cấu thể Hình Theo đó, kết cấu mơ tả đặc trưng khối lượng 93 (m), độ cứng (k), hệ Huỳnh, số cảnT (c) vàcs.điều biên tương N., / Tạp kiện chí Khoa học(BC) Cơng nghệ Xây ứng dựng Trong đó, cảm 94 (m), biến tả mộtkiện mạch điện vớitương hiệu điện điều cường V ) độ PZT cứng (k),được hệ sốmiêu cản (c) điều biên (BC) ứng Trong khihịa đó, (cảm biến PZT 90 91 92 (một điều hịađến (V) cường dịngđiện điệnkích (I) Một I ) mạch 95 độ miêu dòngtảđiện Một điện điệnvới áp hiệu kíchđiện thíchthếtác động PZT;độdịng thíchđiện áp kích thích tác động đến PZT; dịng điện kích thích từ nguồn qua PZT tác dụng lên kết cấu 96 từ nguồn qua PZT tác dụng lên kết cấu phản ứng lại dạng tín hiệu điện; tín hiệu phản ứng lại dạng tín hiệu điện; tín hiệu điện xử lý quy đổi thành tín hiệu trở kháng 97 điện xử lý quy đổi thành tín hiệu trở kháng 98 Mơ hình tươngtác tác cơ-điện cơ-điện kết HìnhHình Mơ hình tương giữaPZT PZT cấu kết cấu 99 ứngkháng trở kháng -của điệnhệcủa hệ 𝑍(một w) mộtsốhàm số kết hợp trởcơkháng cơcấu Đáp Đáp ứng trở - điện Z (ω) hàm kết hợp trởgiữa kháng kết kháng điện biếnđiện PZT Za (ω) diễnPZT tả công thức diễn sau [1]: 101 Z s (ω) củavà kếttrởcấu trởcảm kháng cảm biến tả công Z a (w ) Z s (w ) vàcủa 100 102 103 thức sau [1]: Z(ω) = V(ω) wa la T ε33 − = iω d2 Y E I(ω) ta Za (ω)/Z s (ω) + 31 11 −1 (1) -1 E = (1 + iη) Y E mô đun đàn hồi PZT điện trường 0; εT33 = (1 − iδ) εT33 đó: Y11 ỉ wala ỉ T V(w ) 11 ö 104 số điện (1) 0; Z (wdung ) = ca PZT = ỗỗ ikhi w ứng suất - 0; d31 số ỏpd31 Y11Eca in ỗ e 33bng ữ ữữ PZT ứng suất I t Z ( w ) / Z ( w ) + w) a è dài chiều a s ø øη δ hệ số wa , la , ta (chiều dày cảm biến PZT; èrộng, chiều mát cản hệ số mát điện môi PZT E 105 đó: Y PZTtốckhi trường = (1kết + icấu h ) YZ11Es (ω)làlà mô Trở kháng tỷ sốđun giữađàn lực từhồi PZT vận củađiện kết cấu vị trí gắn 0; PZT 11 Trong đó, trở kháng kết cấu hàm khối lượng m, độ cứng k cản c, thể sau: 106 e 33T = (1 - id ) e 33T số điện dung PZT ứng suất 0; d 31 số áp k Z s (ω) = mω (2) 3j+c− ωj Như mô tả trên, trở kháng cơ-điện có quan hệ trực tiếp với trở kháng kết cấu Z s (ω) Khi kết cấu xuất hư hỏng, trở kháng kết cấu Z s (ω) thay đổi làm thay đổi trở kháng cơ-điện Z(ω) Trở kháng cơ-điện Z(ω) hàm số phức diễn tả công thức (3) Z (ω) = V (ω) = Re {Z (ω)} + jIm {Z (ω)} I (ω) (3) V (ω) hiệu điện đầu vào cho cảm biến PZT; I (ω) cường độ dòng điện đầu vào cho cảm biến PZT; Re {Z (ω)} , Im {Z (ω)} phần thực phần ảo đáp ứng trở kháng Phần thực trở kháng cơ-điện có độ nhạy với hư hỏng kết cấu cao so với phần ảo [12], nên phần thực đáp ứng trở kháng thường sử dụng lĩnh vực SHM 2.2 Chỉ số đánh giá hư hỏng RMSD Chỉ số đánh giá hư hỏng đại lượng vô hướng, kết việc xử lý so sánh đáp ứng trở kháng Chỉ số đánh giá hư hỏng thể khác biệt đáp ứng trở kháng hai trạng thái khác khơng có có hư hỏng xảy Trong nghiên cứu này, số RMSD (Root 79 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Mean Square Deviation) [13] sử dụng để đánh giá xuất hiện tượng bong tách dầm n RMS D = [Z ∗ (ωi ) − Z(ωi )] i=1 (4) n [Z(ωi ))] i=1 Z(ωi ) Z ∗ (ωi ) đáp ứng trở kháng trạng thái trước trạng thái sau xảy bong tách tần số thứ i; n số điểm tần số miền khảo sát Trong điều kiện bỏ qua tượng nhiễu Tạpgiá chí Khoa học Cơnglớn nghệhơn Xây dựng, NUCE tín hiệu, trị RMSD khơng thì2021 có xuất bong tách FRP dầm ngược lại giá trị khơng khơng xuất bong tách FRP dầm 134 bong tách FRP dầm ngược lại giá trị khơng khơng xuất 2.3 Định135 vị hưbong hỏng RMSD chuẩn hóa tách FRP trongsốdầm 136cảnh 2.3.báo Địnhsự vị hư hỏng bằngcủa số RMSD chuẩnbong hóa tách, việc xác định vị trí bong tách cần thiết Sau xuất hiện tượng Đáp ứng 137 trở khángSau củakhiPZT gần tríhiện xuấtcủahiện thay so với PZT cảnhởbáo vị xuất hiệnbong tượng tách bong tách, việcđổi xác nhiều định vịhơn trí bong 138 tách bong cần thiết ứng nghiên trở khángcứu PZT gần vị xuất hiệntrên bongphân tách thaychuẩn đổi xa vị trí xuất tách.Đáp Trong này,ởmột chỉtrísố dựa phối giá 139 nhiều so với PZT xa vị trí xuất bong tách Trong nghiên cứu này, trị ngẫu nhiên kiến nghị để chẩn đốn vị trí tượng bong tách dầm Giả thuyết xem 140số đánh số giá dựa phân phối chuẩn giá trị ngẫu nhiên kiến nghị để chẩn đốn tồn hư hỏng X j (X j , j = ÷ n) PZT trạng thái hư hỏng 141 vị trí tượng bong tách giá trị ngẫu nhiên với phân phối chuẩn, ta có: dầm Giả thuyết xem toàn số đánh giá hư 142 143 144 hỏng Xj (Xj, j=1÷n) PZT trạng thái hư hỏng giá trị ngẫu nhiên với phân phối chuẩn, ta có: Z jX = X j - µ éë X j ùû Z Xj = Xj − µ Xj σ Xj s éë X j ùû (5) (5) đó: 145 µ X j Trong giá tậpbình hợp X jX; chuẩn tập hợp X Giá trị Z Xj đó:trị giá trịcủa trung củaX; tậpσhợp lệch chuẩn tập ùû độ µ éëtrung X j ùû làbình s éëđộ X jlệch so sánh với giá trị Z0XX hệ số tin cậy thống kêXphụ thuộc vào độ tin cậy tập hợp liệu 146 hợp X Giá trị Z j so sánh với giá trị Z hệ số tin cậy thống kê phụ thuộc thống kê (được tra từ bảng tích phân Laplace) Khi vị trí có Z Xj > Z0X vị trí có xảy 147 vào độ tin cậy tập hợp liệu thống kê (được tra từ bảng tích phân Laplace) Khi tượng bong tách, ngược lại Xthì khơng có xảy tượng bong tách dầm X 148 vị trí có Z j > Z vị trí có xảy tượng bong tách, ngược lại khơng 149 có xảy tượng bong tách dầm Mơ số dầm BTCT có gia cường FRP 150 Mơ số dầm BTCT có gia cường FRP Một dầm kích thước 150×300×1960 mm, mm, đượcđược giagia cường dánở mặt có 151 BTCT Mộtcódầm BTCT có kích thước 150×300×1960 cườngtấm FRP FRP dán 152 mặt có kích thước 50×1,2×1040 mm Chi tiết kích thước, điều kiện biên, vị kích thước 50×1,2×1040 mm Chi tiết kích thước, điều kiện biên, vị trí gia tải, cốttríthép dầm 153 gia tải, cốt thép dầm thể trêndầm Hình Trong [14],cho dầmđến đượckhi bị phá hoại thể Hình Trong thựcđược nghiệm [14], giathực tảinghiệm từ khơng 154 gia tải từ không bị phá hoại Để chẩn đoán tượng bong tách Để chẩn đoán tượng bong tách dầm chịu tải, cảm biến PZT kích dầm thước 50×50×0,5 155 chịu tải, cảm biến PZT kích thước 50×50×0,5 mm (PZT1, PZT2, PZT3, PZT2’, mm (PZT1, PZT2, PZT3, PZT2’, PZT1’), thuộc loại PZT-5A, dán vào FRP với vị trí cách 156 PZT1’), thuộc loại PZT-5A, dán vào FRP với vị trí cách 260 mm 260 mm Hình Các thơng số vật liệu dầm PZT liệt kê chi tiết 157 Hình Các thông số vật liệu dầm PZT liệt kê chi tiết Bảng và158 BảngBảng Bảng 159 160 Hình Sơ nghiệmdầm dầm BTCT BTCT gia FRP [14] Hình Sơ đồđồ thíthínghiệm giacường cườngtấm FRP [14] 80 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 161 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 162 163 164 Hình Vị trí cảm biến PZT 165 Bảng Đặctrưng trưngvật vậtliệu liệu của dầm dầm BTCT [14] Bảng 1 Đặc BTCTgia giacường cườngtấm tấmFRP FRP [14] Hình Vị trí cảm biến PZT Đặc trưng Bê tông Đặc trưng Bê tơng Mơ đun đàn hồi (N/m2) 24,2×109 Mơ đun đàn hồi (N/m2 ) 24,2×109 3) Khối lượng riêng 3(kg/m 2400 Khối lượng riêng (kg/m ) 2400 Hệ số Poisson 0,2 Hệ số Poisson 0,2 Cường độ chịu nén (MPa) 30 độkéo chịu(MPa) nén (MPa) CườngCường độ chịu - 30 GiớiCường hạn chảy (MPa) độ chịu kéo (MPa) - Cốt thép Cốt thép 210×109 210×109 7850 0,3 0,3 -390 - Tấm FRP Keo Epoxy Tấm FRP Keo Epoxy 165×109 2,5×109 165×10 2,5×109 1500 1100 1100 1500 - 1300 60 1300 60 Giới hạn chảy (MPa) - vật liệu390 Bảng Đặc trưng PZT-5A [15] - 166 Đặc trưng Biến dạng đàn hồi siEjkl (m2 /N) Hằng số ghép nối điện môi dki j (C/N) Hằng số điện môi εTjk (F/m) Giá trị   0   16,4 −5,74 −7,22   0   −5,74 16,4 −7,22   −7,22 −7,22 18,8 0    × 10−12   0 47,5 0    0 0 47,5    0 0 44,3   −171     −171     0 374    × 10−12  584      584  0   0   1730   1730  × 8,854 × 10−12   0 1700 Khối lượng riêng ρ (kg/m3 ) 7750 Hệ số cản η 0,005 Hệ số điện mơi δ 0,015 Phần mềm ANSYS APDL, vừa có tính mơ kết cấu BTCT tác dụng tải trọng vừa có tính mơ trở kháng cơ-điện, sử dụng để thiết lập mô hình phần tử hữu hạn 81 188 189 190 191 192 193 194 nghiệm [14] Như thể Hình tổng hợp Bảng 4, kết tải trọng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 chuyển vị phù hợp với kết thực nghiệm cơng bố [14] Về hình dạng, biểu đồ thể trọng chuyển khác biệt 182 quan Từ mơ hệ hìnhgiữa phần tải tử hữu hạn, kết tải trọngvịvàcó chuyển vị tương ứngso củavới dầmkết thực 183 phân tích Tiến hành gia tải từ từ lên dầm BTCT có gia cường FRP nghiệm Tuy nhiên, độ chênh lệch kết mô thực nghiệmkhi không đáng Huỳnh, N.,điểm cs.phá / Tạp chíứng Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 184 dầm bị phá hủy Tại T thời hủy, suất kéo bê tông, cốt thép, ứng suất kể, 0,7%185 đối cắt vớitrong giákeotrịvượt tảiquá trọng cực hạnhạnvà 1,2% vớikéo giátrong trị FRP chuyển vị tương ứng giá trị giới tương ứng đối Ứng suất chưa cho dầm BTCT có gia cường FRP Hình thể mơ hình dầm ANSYS Vật liệu bê tơng vượt tỏ giá trị giới mô hạn Tại thời phần điểm này, FRP bị bong khỏi dầm BTCT Điều này186chứng hình tửtấm hữu hạn chotách dầm BTCT gia (Hình cường FRP mơ hình 187 5) phần tử khối đặc nút, SOLID65, có khả bị nén vỡ Vật liệu cốt thép mô Trạng thái phá hoại dầm mô phù hợp với trạng thái phá hoại thí có độbằng tin188 cậy cao hình phầnnghiệm tử nút,thểLINK180, chịu6 kéo lớptảikeo [14].2Như Hình tổng hợpnén trongTấm BảngFRP 4, kếtvàquả trọngliên kết mơ hình tử khối đặc hợp nút,với SOLID185, cấu trúc mộtcông hoặcbốnhiều lớp.hình Cảm biến PZT 189phần chuyển vị phù kết thựccónghiệm [14] Về dạng, mơ hình 190 phần cơ-điện nút, SOLID5 kết bêkhác tôngbiệt vàsocốt biểu đồtửthể quan hệ tải trọng Liên chuyển vị có vớithép, kết thựcbê tông lớp keo, giữa191 lớp keo FRP giảlệch định đốiphỏng trongvàmô ANSYS nghiệm Tuy nhiên, độ chênh kết quảtuyệt mơ thựchình nghiệm khôngTọa đángđộ nút 192 0,7% đối vớiứng giá trị tảikích trọngthước cực hạn 1,2% vớitử giáLINK180 trị chuyển vị tương ứng kết nối phần tử đượckể,tạo tương với hình học đối Phần cốt thép 193củaĐiều tỏ hình phần liền tử hữu cho tiếp dầm cận BTCT gia cường FRP áp dụng cho với nút phầnnày tửchứng khối bê tôngmô SOLID65 kề.hạn Cách tương tự 194 có độ tin cậy cao vật liệu FRP keo Epoxy Mơ hình mô với 29844 nút 25860 phần tử 195 196 197 Dầm BTCT 195 196 197 198 199 200 201 202 198 199 200 201 Dầm BTCT Tấm FRP Tấm FRP PZT PZT Hình Mơ hình dầm BTCT gia cường FRP có gắn cảm biến PZT Hình Mơ hình dầm BTCT gia cường FRP có gắn cảm biến PZT Hình 202 Mơ hình dầm BTCT gia cường FRP có gắn cảm biến PZT 203 204 205 Hình Trạng thái phá hoại dầm BTCT gia cường FRP thực nghiệm [14] 203 204 205 Hình Trạng thái phá hoại dầm BTCT gia cường FRP thực nghiệm [14] Hình Trạng thái phá hoại dầm BTCT gia cường FRP thực nghiệm [14] Từ mơ hình phần tử hữu hạn, kết tải trọng8 chuyển vị tương ứng dầm phân tích Tiến hành gia tải từ từ lên dầm BTCT có gia cường FRP dầm bị phá hủy Tại thời điểm phá hủy, ứng suất kéo bê tông, cốt thép, ứng suất cắt keo vượt giá trị giới hạn tương ứng Ứng suất kéo FRP chưa vượt giá trị giới hạn Tại thời điểm này, FRP bị bong tách khỏi dầm BTCT (Hình 5) Trạng thái phá hoại dầm mô phù hợp với trạng thái phá hoại thí nghiệm [14] Như thể Hình tổng hợp Bảng 3, kết tải trọng chuyển vị phù hợp với kết thực nghiệm cơng bố [14] Về hình dạng, biểu đồ thể quan hệ tải trọng chuyển vị có khác biệt so với kết thực nghiệm Tuy nhiên, độ chênh lệch kết mô thực nghiệm không đáng kể, 0,7% giá trị tải trọng cực hạn 82 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 1,2% giá trị chuyển vị tương ứng Điều chứng tỏ mô hình phần tử hữu hạn cho dầm BTCT gia cường FRP có độ tin cậy cao Bảng So sánh kết tải trọng cực hạn chuyển vị tương ứng mô thực nghiệm cho dầm BTCT gia cường FRP Thông số Thực nghiệm Tải trọng cực hạn 142 kN Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 Chuyển vị tương ứng 5,75 mm Mô số Độ chênh lệch 143 kN 5,82 mm 0,7% 1,2% 150 Tải trọng (kN) 120 Mô 90 Thực nghiệm 60 30 206 207 Chuyển vị (mm) Hình6.6.Biểu Biểuđồ đồ quan quan hệ hệ tải giagia cường tấmtấm FRP Hình tải trọng-chuyển trọng-chuyểnvịvịcủa củadầm dầmBTCT BTCT cường FRP 208 Trong FRP bề mặt bê xác định 209 nghiên Bảng cứu Sonày, sánhsự kếtbong tảitách trọnggiữa cực hạn chuyển vị tương ứngtông giữađược mô dựa vào giá trị ứng210 suất tiếp vị trí lớp keo Khi giácho trị dầm ứngBTCT suất tiếp lớp FRP keo liên kết FRP dầm thực nghiệm gia cường BTCT vượt giá trị ứng suất tiếp giới hạn τmax gây bong tách Giá trị ứng suất tiếp giới Thông số Thực nghiệm Mô số Độ chênh lệch hạn xác định sau [16]: Tải trọng cực hạn 211 142 kN 143 kN 0,7% bf 2,25mm − Chuyển vị tương ứng 5,75 mm 5,82 1,2% bc τmax = βw fct ; βw = bf 1,25 + Trong nghiên cứu này, bong tách FRP b bềc mặt bê tông xác 212 213 định dựa vào giá trị ứng suất tiếp vị trí lớp keo Khi giá trị ứng suất tiếp lớp 221 lớp keo bắt đầu xảy số vị trí cục dầm thời điểm tải trọng tác dụng (6) đó: b f chiều rộng FRP, bc chiều rộng phần bê tông, fct cường độ chịu kéo bê 214 keo liên kết FRP dầm BTCT vượt giá trị ứng suất tiếp giới hạn t tơng Đối với dầm BTCT có gia cường FRP khảo sát, giá trị ứng ứng suấtmaxtiếp giới hạn 215 gây bong tách Giá trị ứng suất tiếp giới hạn xác định sau [16]: xác định τsẽmax = MPa Phân tích ứng xử lớp keo liên b ö FRP với dầm BTCT, phá hủy lớp keo bắt đầu æ kết 2, 25 - f ÷ xảy mt s v trớ cc b trongỗố dm ti im tải trọng tác dụng 29 kN Giá trị ứng suất bc thời ø 216 (6) t max = b w f ct ; b w = tiếp điểm 3,7 MPa, vượt ứng suất tiếp giới hạn τmax = MPa Trong nghiên cứu bf ỉ 1, 25 + ÷ này, đáp ứng trở khỏng ca ba trngỗố hp bong bc ứ tỏch gia FRP bề mặt bê tông với mức độ tăng dần theo cấp tải sử dụng để phân tích đánh giá hiệu phương pháp chẩn đoán đề xuất bf chiều rộng FRP, bc chiều rộng phần bê tông, fct cường độ chịu Trường217 hợp Trong T1, tạiđó: thời điểm tải trọng 29 kN, dầm bắt đầu xuất bong tách FRP 218 kéo bê tông Đối với dầm BTCT có gia cường FRP khảo sát, giá trị ứng bề mặt bê tông thể Hình 7(a) Vị trí bong tách điểm A A’ đối xứng qua vị 219 ứng suất tiếp giới hạn xác định t max = MPa trí nhịp, cách mép FRP 155 mm (Hình 8) Vết bong tách có dạng hình chữ nhật với kích thước 220 5×10 mm T2,lớptạikeo thời tải trọng với 35 dầm kN, BTCT, bong Phân Trường tích ứng hợp xử liênđiểm kết FRP phátách hủy FRP 83 228227 quamặt vị trí nhịp,thể cách mm tách (Hình VếtAbong dạng hình bê tơng hiệnmép trêntấm HìnhFRP 7a Vị155 trí bong tại8) điểm A’tách đối có xứng 229228 chữqua nhật với kích thước 5×10 mm Trường hợp T2, thời điểm tải trọng 35 vị trí nhịp, cách mép FRP 155 mm (Hình 8) Vết bong tách có dạng hìnhkN, 230229 chữ bongnhật táchvới FRPlàvà dầmmm BTCT thể trênthời Hình 7b.tảiXuất tiếpkN, theo kíchtấm thước 5×10 Trường hợphiện T2, điểm trọng 35 231230 sausựvịbong trí bong tách A A’,vàvịdầm trí bong B vàHình B’ đối nhautiếp quatheo vị trí tách FRP BTCTtách nhưtại thểđiểm 7b xứng Xuất 232231 làcs.trí 85/ bong mmchí (Hình Vết dạng hình nhật saunhịp, vị trícách bongmép tách A T vàFRP A’,vàvị tách tại8) điểm Bbong vànghệ B’tách đối xứng quachữ vị trí Huỳnh, N., Tạp Khoa học Cơng Xâycó dựng nhịp,50×10 cách mép FRP làhợp 85 mm 8).điểm Vết bong tách có hình nhật 233232 kích thước mm.tấm Trường T3, (Hình thời tải trọng dạng 38 kN, sựchữ bong tách dầm234 BTCT thể Hình 7(b) Xuất tiếpHình theotải sau vị trí bong Asau A’,trívị trí bong 233 kích thước 50×10 mm Trường thời điểm trọng làhiện 38 kN, bong tách FRP vàtrên dầm BTCT nhưhợp thểT3, 7c Xuất tiếptách theo vị tách235 tại234 điểm Btách vàtấm B’ đối xứng qua vịthể trí nhịp, mép tiếp FRP 85 (Hình 8) Vết dầm BTCT Hình 7c.C’Xuất theo sau vị bong A,FRP A’ B, B’, vị trí bong tách tạitrên điểm Ccách đối xứng qua vịmm trí trí bong tách có dạng hình chữ nhật kích thước 50×10 mm Trường hợp T3, thời điểm tải bong A’ B,FRP B’, vị(Hình trí bong điểmtách C vàcóC’dạng đối xứng qua vịkích trí 236235 nhịp, tách vị tríA,mép 8).tách Vếttại bong hình chữ nhật thướctrọng 38 kN, 237 sự236 bong táchmm FRP dầm BTCT thểtách hiệntrong Hình 7(c) Xuất tiếp nhịp, vị Sự trí mép FRP (Hình 8) Vết bong tách cótrên dạng hình chữ nhật kích thước 50×10 phát triển tượng bong dầm BTCT có gia cường tấmtheo sau vị trí bong A, A’ B, vị trí bong tách điểm C’ đối qua vị trí nhịp, vị 237tách50×10 mm SựB’, phát triển tượng bong C tách dầmxứng BTCT có gia cường 238 FRP tương ứng với cấp tải trọng tổng hợp Bảng thể Hình trí mép238 FRP (Hìnhứng 8).với Vếttừng bong có dạng chữtrong nhậtBảng kích5thước FRP tương cấptách tải trọng hình tổng hợp thể 50×10 trênmm HìnhSự phát triển 239 239tượng bong tách dầm BTCT có gia cường FRP tương ứng với cấp tải trọng được240 tổng hợp Bảng thể Hình 240 241241 242242 (a) Trườnghợp hợpT1, T1,ứng ứng suất 29 kN (a) Trường hợp T1, ứng suất tiếp tiếp cấp tải 29 kN (a) Trường tiếptại tạicấp cấptải tải 29 kN 243243 244 244 245 245 246 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 (b) Trường hợp T2, ứng suất tiếp cấp tải 35 kN Trườnghợp hợpT2, T2,ứng ứng suất 3535 kNkN (b)(b) Trường suất tiếp tiếptạitạicấp cấptảitải 246 10 10 247 248 Trường hợpT3, T3,ứng ứng suất suất tiếp 3838 kNkN (c) (c) Trường hợp tiếptạitạicấp cấptảitải 249 Ghi Thước đơn đo vị ứng vớivị5 ứng mm.với MX, MN vị trí cólàgiávịtrị suấttrịcắt lớnsuất nhấtcắt 250chú:Ghi chú:đoThước đơn mm MX, MN tríứng có giá ứng lớn mơ hình 251 252 253 mơ hình Hình Biểu đồ ứng suất tiếp keo Hình Biểu đồ ứng suất tiếp keo Bảng Các trường hợp bong tách dầm BTCT có gia cường FRP Bảng Các trường hợp bong tách dầm BTCT có gia cường FRP Trường tách Trường hợp bonghợp táchbongT0 Tải trọng (kN) 0-28 TảiA’trọng (kN) A, B, B’ C, C’ A, A’ B, B’ T0 T1 T1 T2 T2 T3 T3 290-28 (τ ≥ 3,7 MPa) MPa) 38 (τ ≥ 38 3,8 MPa) 29 35 (τ ≥ 3,735 5×10 mm 5×10 mm 5×10 mm ( t ³ 3.7MPa) (t ³ 3.7MPa) (t ³ 3.8MPa) 50×10 mm 50×10 mm 5×10 mm 50×10 mm 5×10 mm 5×10 mm 0 50×10 mm 50×10 mm 50×10 mm 84 C, C’ 0 A, A’ 5×10 mm 5×10 mm 5×10 mm B, B’ 0 50×10 mm 50×10 mm C, C’ 0 50×10 mm Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 254 255 Hình Các trườnghợp hợpbong bongtách tách trong dầm cường tấmtấm FRP Hình 8 Các trường dầmBTCT BTCTcócógiagia cường FRP 256 Trong nghiên cứu này, cảm biến PZT loại PZT-5A mô mơ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 257 hình dầm BTCT có gia cường FRP Từ đó, đáp ứng trở kháng cho trường hợp hư Trong nghiên cứu này, cảm biến PZT loại PZT-5A mơ mơ hình dầm BTCT có 258 hỏng bong tách khảo sát miền tần số từ 10 - 100 kHz (Hình 9) Trong đó, gia cường FRP Từ đó, đáp ứng kháng cho trường hợp hưhỏng hỏng bong tách khảo sát 259 T0 tương ứng trở với chưa xuất bong tách 264 trường T0) có hợp khác biệt đáng kể trạng PZT1thái PZT1’ gần vị trí hưtượng so vớitrong dầm; PZT miền tần260 số từtrường 10lại, - hợp 100 kHz Trong đó, trường hợp T0T0 tương trạng T2,(Hình T3 tương ứng vớitrở trạng tháiởcủa trường hợp táchvới cấp 265 nênT1, khác biệt về9) đáp ứng kháng trường hợp vàbong T3ứng thể rõ thái chưa xuất hiện tượng bong tách dầm; trường hợp T1, T2, T3 tương ứng với trạng thái 261 trọng khác rõ sựởbong trongtần dầm, vị trí60-70 độkHz, lớn cáckHz, đỉnh trường 266 tải ràng Đặc biệt,nhau điều Khi xuất thể tách số miền số 75-85 hợp bong tách cấp tải trọng khác Khi xuất bong tách dầm, 262 kháng cóNhư thayvậy, đổi.sự Bên cạnh đó,của khihiện hư hỏng tấmđược FRPvị trí độ lớn 267 trở 85-95 kHz xuất tượngbong bongtách táchgiữa FRPdầm trongBTCT dầm BTCT 263 thuđáp vớikháng đáp ứng trở kháng ban đầu (trường hợp 268 cảnh lớn báothì dựađáp vàoứng trở thaykháng đổi ứngsotrở 2.0 1.5 T0 (PZT1) T1 (PZT1) T2 (PZT1) T3 (PZT1) 11 2.5 2.0 1.5 1.0 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tần số (kHz) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tần số (kHz) Trở kháng (Ohm) 1.5 1.0 1.5 T0 (PZT2) T1 (PZT2) T2 (PZT2) T3 (PZT2) Trở kháng (Ohm) 269 0.5 T0 (PZT2') T1 (PZT2') T2 (PZT2') T3 (PZT2') 1.0 0.5 0.0 0.0 270 T0 (PZT1') T1 (PZT1') T2 (PZT1') T3 (PZT1') Trở kháng (Ohm) Trở kháng (Ohm) 2.5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tần số (kHz) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tần số (kHz) Trở kháng (Ohm) 2.0 1.5 T0 (PZT3) T1 (PZT3) T2 (PZT3) T3 (PZT3) 1.0 0.5 0.0 271 272 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tần số (kHz) Hình Đáp ứngtrở trởkháng khángcủa 55 PZT PZT tương hợphợp khảo sát sát Hình Đáp ứng tươngứng ứngvới vớicác cáctrường trường khảo 12 85 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng đỉnh trở kháng có thay đổi Bên cạnh đó, hư hỏng bong tách dầm BTCT FRP lớn đáp ứng trở kháng thu so với đáp ứng trở kháng ban đầu (trường hợp T0) có khác biệt đáng kể PZT1 PZT1’ gần vị trí hư hỏng so với PZT lại, nên khác biệt đáp ứng trở kháng trường hợp T0 T3 thể rõ ràng Đặc biệt, điều thể rõ số miền tần số 60-70 kHz, kHz, kHz Như vậy, xuất hiện tượng bong tách Tạp chí Khoa học Cơng75-85 nghệ Xây dựng,85-95 NUCE 2021 FRP dầm BTCT cảnh báo dựa vào thay đổi đáp ứng trở kháng Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2021 273 Xác định số đánh giá xuất hiện tượng bong tách Xác274 định số đánh giá xuất hiện tượng táchcông thức (4), với Chỉ số đánh giá hưgiá hỏng bong tách, RMSD, đượcbong tínhbong tốn 273 Xác định số đánh xuất hiện tượng tách theo 275 liệu đầu vào đáp ứng trở kháng trường hợp khảo sát có từ mơ 274 Chỉhư số đánh giábong hư hỏng bongRMSD, tách, RMSD, tốn theo theo cơng thức (4), (4), với Chỉ276 số đánh giá hỏng tínhtính tốn cơng Hai miền tần số kháctách, có đỉnh trở kháng xuất rõ ràng, tín hiệu thức trở kháng với liệu đầu 275 liệu đầu vào đáp ứng trở kháng trường hợp khảo sát có từ mô vào ứngbịtrở kháng hợpđược khảo cóđểđược từ mơ 277 đáp khơng nhiễu, 75-85 kHz trường 85-95 kHz, lựasát chọn xác định số RMSD.Hai Kết miền tần số khác 276 Hai miền tần số khác có đỉnh trở kháng xuất rõ ràng, tín hiệu trở kháng có278 đỉnh trở kháng xuất rõ ràng, tínkHz, hiệu trởHình kháng khơng bị 75-85 kHz 85-95 kHz, tính chỉ75-85 sốhiện RMSD thể 10 đến Hình 14nhiễu, tổng hợp 277 khơng bịtốn nhiễu, kHz 85-95 lựa chọn để xác định số RMSD Kết 279 Bảng Bảng lựa chọn để xác định số RMSD Kết tính tốn số RMSD thể 278 tính tốn số RMSD thể Hình 10 đến Hình 14 tổng hợphiện Hình 10 đến Hình27914 tổng Bảng Bảng Bảng vàhợp Bảngtrong ChỉRMSD số RMSD Chỉ số 1.0 0.8 1.0 0.6 0.8 0.4 0.6 0.2 0.4 0.0 0.2 280 0.0 281 280 282 281 85-95 (kHz) 0.893 85-95 (kHz) (kHz) 75-85 0.893 0.539 75-85 (kHz) 0.007 0.539 0.1080.007 0.0000.000 0.108 0.000 T0 T1 T2 Trường hợp hư hỏng T0 T1 T2 Trường hợp hư hỏng Hình 10 Chỉ số RMSD cho PZT1 số RMSD Chỉ Chỉ số RMSD 1.0 0.8 1.0 0.6 0.8 0.4 0.6 0.2 0.4 0.0 0.2 0.0 285 0.520 T3 T3 Hình 10.Chỉ ChỉsốsốRMSD RMSD PZT1 Hình 10 chocho PZT1 0.852 85-95 (kHz) 283 284 285 284 0.648 0.520 0.000 282 283 0.648 0.852 85-95 (kHz) (kHz) 75-85 0.560 75-85 (kHz) 0.000 0.0000.000 0.111 0.007 0.111 0.560 0.631 0.631 0.505 0.505 0.007 0.000 T0 T1 T2 T3 hợp hư hỏng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ XâyTrường dựng, NUCE 2021 T0 T1 T2 T3 Trường hợp hư hỏng Hình 11 Chỉ số RMSD cho PZT1’ Hình 11 Chỉ số RMSD cho PZT1’ Hình 11 Chỉ số RMSD cho PZT1’ 0.771 85-95 (kHz) 75-85 (kHz) Chỉ số RMSD 0.8 0.6 0.000 0.4 0.2 0.183 0.000 T0 0.323 0.019 0.437 13 13 0.0 286 0.014 T1 T2 Trường hợp hư hỏng T3 Hình12 12.Chỉ Chỉsốsố RMSD PZT2 Hình RMSD chocho PZT2 287 288 289 86 85-95 (kHz) 0.8 75-85 (kHz) 0.772 Trường hợp hư hỏng 0.0 286 T0 287 286 288 287 289 288 289 0.772 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 85-95 (kHz) số RMSD Chỉ sốChỉ RMSD 0.6 0.8 0.4 0.6 0.2 0.4 0.0 0.2 0.0 291 290 292 291 293 292 293 0.772 75-85 85-95 (kHz) (kHz) 75-85 (kHz) 0.000 0.183 0.0000.000 0.183 0.014 0.014 0.437 0.320 0.020 0.437 0.320 0.020 0.000 T0 T1 T2 Trường hợp hư hỏng T0 T1 T2 Hình 13 Chỉ Trường hợpsố hưRMSD hỏng cho PZT2’ T3 T3 Hình 13.Chỉ ChỉsốsốRMSD RMSD PZT2’ Hình 13 chocho PZT2’ 0.746 85-95 (kHz) số RMSD Chỉ sốChỉ RMSD 0.6 0.8 0.4 0.6 0.2 0.4 0.0 0.2 0.746 75-85 85-95 (kHz) (kHz) 0.8 294 295 294 295 T3 Hình 12 Chỉ số RMSD cho PZT2 0.8 290 T1 T2 Hình 12 Chỉ Trường hợp số hưRMSD hỏng cho PZT2 75-85 (kHz) 0.004 0.000 0.130 0.004 0.0000.000 0.130 0.206 0.029 0.279 0.206 0.029 0.279 0.000 T0 T1 T2 T3 Trường hợp hư hỏng T0 Hình 14 Chỉ T1 số RMSD T2 chocho PZT3 Hình 14.hợp Chỉhưsốhỏng RMSD PZT3T3 Trường Hình 14 giá Chỉ RMSD số14 RMSD chomiền PZT3tần số 75-85 kHz Bảng Chỉ số đánh cho 0.0 14 Trường hợp PZT1 PZT1’ PZT2 PZT2’ PZT3 T0 T1 T2 T3 0,000 0,007 0,893 0,520 0,000 0,007 0,852 0,505 0,000 0,014 0,019 0,771 0,000 0,014 0,020 0,772 0,000 0,004 0,029 0,746 Bảng Chỉ số đánh giá RMSD cho miền tần số 85-95 kHz Trường hợp PZT1 PZT1’ PZT2 PZT2’ PZT3 T0 T1 T2 T3 0,000 0,108 0,539 0,648 0,000 0,111 0,560 0,631 0,000 0,183 0,323 0,437 0,000 0,183 0,320 0,437 0,000 0,130 0,206 0,279 Chỉ số RMSD có giá trị lớn khơng cho trường hợp có hư hỏng bong tách T1, T2, T3 ngược lại khơng cho trường hợp khơng có hư hỏng bong tách T0 Như vậy, xuất hư hỏng bong tách FRP dầm BTCT chẩn đốn thành cơng sử dụng số đánh giá RMSD phương pháp trở kháng Khi mức độ bong tách FRP dầm tăng, giá trị số RMSD gia tăng tương ứng Đối với trường hợp T1, vị trí hư hỏng bong tách xuất gần PZT2 PZT2’, giá trị RMSD PZT2 PZT2’ lớn giá trị RMSD PZT lại Kết tương tự cho hai trường hợp hư hỏng bong tách lại, số RMSD lớn PZT1 PZT1’ Như vậy, PZT gần vị trí bong tách giá trị số đánh giá RMSD lớn Trong miền tần số 85-95 kHz, xuất 87 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng đỉnh trở kháng biểu đồ rõ ràng số RMSD thay đổi có quy luật Cho nên, giá trị RMSD miền tần số 85-95 kHz sử dụng để xác định vị trí hư hỏng bong tách dầm Xác định vị trí hư hỏng bong tách dầm Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 Tạp cảnh chí Khoa Cơngcơng nghệ Xây dựng,hiện NUCE 2021 Sau báohọc thành xuất hư hỏng bong tách, số RMSD miền tần số 85-95 kHz chuẩn hóa theo cơng thức (5) để xác định vị trí bong tách FRP dầm Các số RMSD trường hưbong hỏngtách vớiTừphân phối chuẩn; 318chỉ chuẩn hóa Zthu lớntrong độtừng tin cậy có hưhợp hỏng gầntập PZTthống kê cao kết 318 chuẩn hóa Zjj lớn độ tin cậy có hư hỏng bong tách gần PZT cao Từ kết số RMSD cho trường hợp hư hỏng bong tách T1, T2, T3 tiến hành chuẩn 319 mô phỏng, trường hợp T1 hư hỏng bong tách xảy gần vị trí PZT2, PZT2’ đối vớihóa PZT 319 mơ phỏng, trường hợp T1 hư hỏng bong tách xảy gần vị trí PZT2, PZT2’ có320 sốtrường RMSD lớnT3, giáhư trịhỏng chuẩn hóatách Z j lớn độ cậy cóvàhưPZT1’ hỏng bong hợp T2 bong xảy gần vị tin trí PZT1 Độ tin tintách cậy gần PZT 320 trường hợp T2 vàphỏng, T3, hư trường hỏng bong tách xảyhỏng bong gần vịtách trí PZT1 vàở PZT1’ ĐộPZT2, cậyPZT2’ cao Từ kết mô hợp T1 hư xảy gần vị trí 321 pháp ba trường hợp hư lớn 86.7% (PZT1’ trường trường hợp 321với trường phương phương pháp trường hợptách hư hỏng hỏng nhấtvị trí 86.7% đối hợp T2 T3, hưbahỏng bong xảy ralớn gần PZT1(PZT1’ PZT1’ Độhợp tin cậy 322 T2) nhỏ 82.6% (PZT1’ trường hợp T3) Từ kết thu chọn ngưỡng Z Zo 322 pháp T2) vàtrong nhỏ 82.6% trường hợp T3) Từ kết(PZT1’ thutrường chọn o phương ba trường hợp(PZT1’ hư hỏng lớn 86,7% hợp ngưỡng T2) nhỏ 323 == 0,9 đương với tin cậy việc xác định vị 81,2% để xác xác định định 323 (PZT1’ 0,9 tương tương đương với độ độ xácchọn địnhngưỡng vị trí trí hư hưZhỏng hỏng 81,2% để 82,6% trường hợp T3) Từtin kếtcậy quảcủa thuviệc = 0,9 tương đương với độ tin cậy o 324 vị trí xuất hư hỏng bong tách Hư hỏng bong tách xác định vị trí PZT thứ 324việcvịxác trí định xuất tách Hư bongvịtách xác định vị bong trí PZT thứHư hỏng vị tríhư hưhỏng hỏngbong 81,2% để hỏng xác định trí xuất hư hỏng tách 325 jj ZZj >> ZZo;;định ngược có hỏng khảo Kết quảbong tách 325 tách lại, khơngthứ có jhư hư hỏng bong tách vị vị trí trí PZT khảocósát sát bong vịlại, trí khơng PZT Z j bong > Zo ;tách ngược lại,PZT không hưKết hỏng j xác o ngược 326 pháp xác định vị có bong tách đến Hình Hình vị tríphương PZT khảo sát phương pháphỏng xác định tríthể PZT cótừ hưHình hỏng15 tách thể 326 phương pháp xácKết định vị trí trí PZT PZT có hương hương hỏng bongvị tách thể từ Hình 15bong đến 327 17 Phương pháp xác định xác vị trí hư hỏng bong tách dầm từ327 Hình 15 Hìnhpháp 17 Phương phápchính xác xác vị trí củatách hư hỏng 17.đến Phương xác định xácđịnh vị tríchính hư hỏng bong trongbong dầm tách dầm Gíatrị trịchuẩn chuẩnhóa hóa Gía 1.8 1.8 1.068 1.068 0.9 0.9 0.0 0.0 -0.9 -0.9 PZT1 PZT1 PZT2 PZT2 1.068 1.068 PZT3 PZT3 -0.351 -0.351 PZT2' PZT2' PZT1' PZT1' -0.858 -0.858 -0.927 -0.927 -1.8 -1.8 PZT PZT 328 328 329 329 Hình 15.Chỉ Chỉ sốRMSD RMSD chuẩnhóa hóa với trường hợp T1 Hình Hình 15 15 Chỉ số số RMSD chuẩn chuẩn hóa đối trường trường hợp hợp T1 T1 Trường Trường hợp T1,hợp hư hỏng raxảy gần trívị PZT2 PZT2’ Trong trường hợp Z j 330 T1, hỏng bong tách trí Trong trường 330 Trường hợp T1, hư hưbong hỏngtách bongxảy tách xảy ởởvịgần gần vị trí PZT2 PZT2 PZT2’ PZT2’ Trong trường PZT2 PZT2’ có giá trị 1,068 tương ứng với độ tin cậy 85,7% 331 331 hợp hợp này ZZjj của PZT2 PZT2 và PZT2’ PZT2’ có có giá giá trị trị là 1.068 1.068 tương tương ứng ứng với với độ độ tin tin cậy cậy 85.7% 85.7% Gía trị trịchuẩn chuẩn hóa hóa Gía 1.8 1.8 0.9 0.9 0.0 0.0 -0.9 -0.9 -1.8 -1.8 332 332 333 333 1.109 1.109 0.973 0.973 PZT1 PZT1 PZT2 PZT2 -0.434 -0.434 PZT3 PZT3 PZT2' PZT2' -0.453 -0.453 PZT1' PZT1' -1.195 -1.195 PZT Hình 16 Chỉ số RMSD chuẩn hóa trường hợp T2 Hình Hình 16 16 Chỉ Chỉ số số RMSD RMSD chuẩn chuẩn hóa trường hợp T2 88 16 16 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 334 Trường hợp T2, hư hỏng bong tách xảy gần vị trí PZT1 PZT1’ Trong trường Trường hợp hư PZT1 hỏng bong tách có xảygiá trị gần vị trívà PZT1 vàtương PZT1’ Trong trường hợp Z j 335 hợp T2, Zj PZT1’ 0.973 1.109 ứng với độ tin cậy PZT1’ có giá trị 0,973 1,109 tương ứng với độ tin cậy 83,5% 86,7% 336PZT1 83.5% 86.7% 1.8 Gía trị chuẩn hóa 1.049 0.940 0.9 0.0 PZT1 -0.9 -1.8 PZT2 -0.321 PZT3 PZT1' -1.345 PZT 337 338 PZT2' -0.323 Hình 17 trườnghợp hợpT3 T3 Hình 17.Chỉ ChỉsốsốRMSD RMSDchuẩn chuẩnhóa hóa đối với trường Trường hợp T3, hư hỏng bong tách xảy gần vị trí PZT1 PZT1’ Trong trường Trường hợp T3, hư hỏng bong tách xảy gần vị trí PZT1 PZT1’ Trong trường hợp Z j 339 340 hợp Zj PZT1 PZT1’ có giá trị 1.049 0.940 tương ứng với độ tin cậy PZT1 PZT1’ có giá trị 1,049 0,940 tương ứng với độ tin cậy 85,3% 82,6% 341 85.3% 82.6% Kết luận 6.342 Kết luận 343 Nghiên cứu phát triển thành cơng mơ hình phần tử hữu hạn cho việc Nghiên cứu phát triển thành cơng mơ hình phần tử hữu hạn cho việc chẩn đoán 344 chẩn đoán tượng bong tách FRP dầm BTCT sử dụng đáp ứng trở kháng tượng bong tách FRP dầm BTCT sử dụng đáp ứng trở kháng Mô số dầm BTCT 345 Mơ số dầm BTCT có gia cường FRP có độ tin cậy cao, có kết phù hợp có gia cường FRP có độ tin cậy cao, có kết phù hợp với kết thực nghiệm Chỉ số đánh giá kết thực RMSD, dựa báo vào thành thaycông đổi đáp hư346 hỏngvới RMSD, dựa vàonghiệm thayChỉ đổi số củađánh đápgiá ứnghưtrởhỏng kháng, cảnh xuất 347 ứng trở kháng, cảnh báo thành công xuất hư hỏng bong tách dầm hư hỏng bong tách dầm BTCT FRP Hơn nữa, việc sử dụng số RMSD chuẩn hóa giúp 348địnhBTCT vàtrí FRP.xác Hơn nữa, dụngtách số RMSD hóanghiên giúp xác xác vị hư việc hỏngsửbong dầm.chuẩn Kết cứuđịnh chứng minh 349 vị trí xác hư hỏng bong tách dầm Kết nghiên cứu chứng minh việc sử dụng phương pháp trở kháng để chẩn đoán hư hỏng bong tách dầm BTCT có gia cường 350 mang việctính sử dụng kháng đểđể chẩn hưvào hỏng bong FRP hiệu phương caopháp cótrở tiềm ứngđốn dụng tách toántrong chẩn dầm đoánBTCT kỹ thuật cơng 351 có gia cường trình thực tế FRP mang tính hiệu cao có tiềm để ứng dụng vào toán 352 chẩn đoán kỹ thuật cơng trình thực tế Lời ơncảm ơn 353cảmLời 354Nghiên cứu Nghiên tài Đại trợ học gia Quốc gia Thành phốChí Hồ Minh Chí Minh (ĐHQGđượccứu tài trợ họcĐại Quốc Thành phố Hồ (ĐHQG-HCM) 355 HCM) khuôn khổ Đề tài mã số B2020-20-06 khuôn khổ Đề tài mã số B2020-20-06 356 Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo 357 [1] Liang, C., Sun, F P., Rogers, C A (1994) Coupled electro-mechanical analysis [1] Sun, F P., Rogers, C systems-determination A (1994) Coupled Electro-Mechanical Analysis of Adaptive Material 358 Liang, C., of adaptive material of the actuator power consumption Systems — Determination of the Actuator Power Consumption and System Energy Transfer Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 5(1):12–20 [2] Sun, F P., Chaudhry, Z., Liang, C., Rogers, C A 17 (1995) Truss Structure Integrity Identification Using PZT Sensor-Actuator Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 6(1):134–139 [3] Giurgiutiu, V., Zagrai, A (2005) Damage Detection in Thin Plates and Aerospace Structures with the Electro-Mechanical Impedance Method Structural Health Monitoring, 4(2):99–118 [4] Park, S., Kim, J.-W., Lee, C., Park, S.-K (2011) Impedance-based wireless debonding condition monitoring of CFRP laminated concrete structures NDT & E International, 44(2):232–238 89 Huỳnh, T N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [5] Nguyen, K.-D., Ho, D.-D., Kim, J.-T (2013) Damage detection in beam-type structures via PZT’s dual piezoelectric responses Smart Structures and Systems, 11(2):217–240 [6] Liang, Y., Li, D., Parvasi, S M., Kong, Q., Lim, I., Song, G (2016) Bond-slip detection of concreteencased composite structure using electro-mechanical impedance technique Smart Materials and Structures, 25(9):095003 [7] Jiang, T., Hong, Y., Zheng, J., Wang, L., Gu, H (2019) Crack Detection of FRP-Reinforced Concrete Beam Using Embedded Piezoceramic Smart Aggregates Sensors, 19(9):1979 [8] Nguyễn, T H., Lê, Q H., Hồ, Đ D (2017) Chẩn đoán vết nứt dầm nhơm sử dụng tín hiệu trở kháng kết hợp với mạng nơ-ron nhân tạo Tạp Chí Xây Dựng, 11:125–129 [9] Nguyễn, V B (2018) Chẩn đoán tượng tách lớp dầm bê tơng cốt thép có gia cường FRP sử dụng đặc trưng trở kháng cơ-điện Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Tp HCM [10] Tín, L T H., Cảnh, H T., Cao, L T., Nhân, L V P., Duy, H Đ (2020) Chẩn đoán tổn hao lực ứng suất trước vùng neo cáp sử dụng đáp ứng trở kháng cơ-điện Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN, 14(3V):1–11 [11] Na, W., Baek, J (2018) A Review of the Piezoelectric Electromechanical Impedance Based Structural Health Monitoring Technique for Engineering Structures Sensors, 18(5):1307 [12] Bhalla, S., Soh, C K (2003) Structural impedance based damage diagnosis by piezo-transducers Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 32(12):1897–1916 [13] Li, W., Fan, S., Ho, S C M., Wu, J., Song, G (2017) Interfacial debonding detection in fiber-reinforced polymer rebar–reinforced concrete using electro-mechanical impedance technique Structural Health Monitoring, 17(3):461–471 [14] Vo, T T (2013) Phân tích ứng xử số dầm BTCT gia cường FRP phần mềm PTHH ABAQUS Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Tp HCM [15] Efunda Engineering Fundamentals Lead Zirconate Titanate (PZT-5A) [16] Lu, X Z., Teng, J G., Ye, L P., Jiang, J J (2005) Bond–slip models for FRP sheets/plates bonded to concrete Engineering Structures, 27(6):920–937 90 ... việc chẩn đoán 344 chẩn đoán tượng bong tách FRP dầm BTCT sử dụng đáp ứng trở kháng tượng bong tách FRP dầm BTCT sử dụng đáp ứng trở kháng Mô số dầm BTCT 345 Mô số dầm BTCT có gia cường FRP có. .. pháp trở kháng để chẩn đoán hư hỏng bong tách dầm BTCT có gia cường 350 mang việctính sử dụng kháng đểđể chẩn hưvào hỏng bong FRP hiệu phương caopháp c? ?trở tiềm ứng? ?oán dụng tách toántrong chẩn dầm. .. trí có xảy tượng bong tách, ngược lại khơng 149 có xảy tượng bong tách dầm Mơ số dầm BTCT có gia cường FRP 150 Mơ số dầm BTCT có gia cường FRP Một dầm kích thước 150×300×1960 mm, mm, đượcđược giagia