Hình PL.16 D ngădaoăđ ngth tă ng v iătr ngh pătr căh ăh ng và TH5
B ng 4.20 So sán hm căđ ch năđoánăgi aăcácăph ngăphápăch năđoánă da
cácăđ cătr ngădaoăđ ng
Tiêu chí
Ph ngăphápăch năđốnăh ăh ng
D a vào s thayăđ i t n s D a vào s thay đ i d ngădaoăđ ng D aăvƠoăn ngă l ng bi n d ng Ch năđoánă xu t hi năh ăh ng Có Có Có Ch năđốnă m căđ h ăh ng Th p Trung bình T t Ch năđoán v tríăh ăh ng Khơng Khơng Có
Thơng s đ u vào T n s D ngădaoăđ ng T n s và d ng
daoăđ ng
ph c t p năgi n năgi n Ph c t p
- Tùy vào th c t và m c tiêu c aăđ bƠiăđ t ra trong th c t đ s d ng các lo i
ph ngăphápăkhácănhau.ăGi s , d li uăđ u vào ch có t n s thìăph ngăpháp
n ngăl ng bi n d ng s không th c hi năđ c. Trongătr ng h p c u ki n
ch c n xu t hi năh ăh ng s c năđ c c nh báo b o trì s a ch aăthìăph ngă
pháp d a trên s thayăđ i t n s cho k t qu nhanhăvƠăđ năgi năđ th c hi n.
- Ph ngăphápăn ngăl ng bi n d ngăcóă uăđi m n i tr i so v iăhaiăph ngă
phápătr căđó,ăcóăth phát hi năđ c v trí và m căđ h ăh ng c a d m v i
đ chính xác cao ngay c d ngădaoăđ ng t ng quát (t h p 4 d ngădaoăđ ng).
Do v y,ăph ngăphápăn ngăl ng bi n d ngăđ căđ xu tăđ ch năđoánăxác
CH NGă5. K TăLU NăVẨăKI NăNGH
5.1 K t lu n
Trong lu năv nănƠy,ăcácăn i dung nghiên c uăsauăđưăđ c th c hi n:
- D măBTCTăcóăgiaăc ng t m FRP đ c mơ hình 3D trong ph n m m ANSYS
APDL v i các s li u thí nghi m c a Queshta và c ng s [46].ăSauăđó,ăti n hành gia t i cho d m v i các c p t i tr ngăkhácănhauăđ cho d m t ng x và xu t hi năh ăh ng. Bi uăđ t i tr ng - chuy n v t mô ph ng s đ căđ i chi u và so sánh v i thí nghi măđ ki mătraăđ tin c y c a mơ hình. K t qu cho th y s chênh l ch các c p t i gây n t, c p t i ch y d o thép, c p t i phá ho i d m gi a mơ hình và th c nghi m có sai s nh t 3.6%ăđ n 5.46%.
Trongăhaiăgiaiăđo năđ c l a ch năđ phân tích: giaiăđo n t lúc b tăđ u gia
t iăđ n khi bê tông b tăđ u hình thành v t n t,ăgiaiăđo n t lúc bê tông b tăđ u n tăđ n khi b tăđ u tách l p FRP kh i b m t d m có k t qu mô ph ng r t phù h p v i th c nghi m.ăNh ăv y, k t qu mô ph ng s c a d m BTCT có
giaăc ngăFRPălƠăđángătinăc y và có th đ c s d ng cho bài toán ch năđoán.
- K t qu phân tích ma tr năđ c ng c a d măkhiăđưăh ăh ng đ c c p nh t vào
ch ngătrìnhăphơnătíchădaoăđ ng c aăANSYSăđ thu th p các d li uăđ cătr ngă
daoăđ ng (t n s , d ngădaoăđ ng). T đó,ăd li uăđ c s d ng cho cơng tác
ch năđốnăh ăh ng trong d m.
- Ba bài toán đ c th c hi n bao g m hai bài toán kh oăsátăđ ch năđốnăh ă
h ng trong d măBTCTăcóăgiaăc ng t m FRP và bài toán m r ngăđ phân
lo iăh ăh ng.ă i v iăbƠiătoánă1,ăn măk ch b năh ăh ngăkhácănhauăđ c gi
đnh bao g m hai k ch b n gi măđ c ng bê tông và ba k ch b năh ăh ng tách l p FRP.ă i v iăbƠiătoánă2,ăh ăh ng x y ra trong d măđ c phân tích và xác
đnh theo t ng c p t i tr ngăt ngă ng v i s làm vi c th c t c a d m. i v i bài tốn m r ng, m tăquyătrìnhăhaiăb căđ xu tăđưăcóăth phân lo iăh ă
h ngăthƠnhăcơngăvƠăxácăđ nh chính xác v trí c a t ng lo iăh ăh ng.
- Các ph ngăphápăch năđoán h ăh ng d aătrênăcácăđ cătr ngădaoăđ ng bao
g măph ngăphápăd a trên s thayăđ i t n s ,ăph ngăphápăd a trên s thay
đ i d ngădaoăđ ng,ăph ngăphápăn ngăl ng bi n d ng đưăđ c áp d ngăđ
ch năđoánăh ăh ng trong d măBTCTăcóăgiaăc ng t m FRP. K t qu ch n
đoánăđưăch raănh ăsau:
+ Ph ngăphápăch năđoánăh ăh ng d a trên s thayăđ i t n s daoăđ ng
trong d m.ăTuyănhiên,ăđ i v i nh ngăh ăh ng nh thìăđ l ch t n s
khôngă thayă đ i nhi u và khơng th ch nă đốnă v tríă h ă h ng b ng
ph ngăphápănƠy.
+ Ph ngăphápăch năđoánăd a trên s thayăđ i d ngădaoăđ ng có thơng s
đ u vào là d ngădaoăđ ng c a d m tr ngătháiătr căvƠăsauăh ăh ng.
Ph ngăphápănƠyăcóăth ch năđốnăđ c có s xu t hi năh ăh ng trong
d m ngay khi d m xu t hi năh ăh ng nh . M căđ thayăđ i giá tr MAC
cóă đ nh y khác nhau tùy thu c vào d ngă daoă đ ngă đ c kh o sát.
T ngăt nh ăph ngăphápăd a trên s thayăđ i t n s ,ăph ngăphápă
nƠyăc ngăch aăxácăđ nhăđ c v tríăh ăh ng.
+ Ph ngăphápăn ngăl ng bi n d ng s d ng thông s đ u vào là t n s
daoăđ ng và d ngădaoăđ ng c a d m hai tr ngătháiătr căvƠăsauăh ă
h ng c a d m.ăPh ngăphápănƠyăcóă uăđi m là v a ch năđốnăđ c có s t n t iăh ăh ng v a ch năđốnăchínhăxácăv tríăh ăh ng khi trong d m có nhi uăvùngăh h ng. Ngồi ra, khi k t h p v iăcácăđ cătr ngăt nhăcóă
th phân lo iăh ăh ng trong d măBTCTăcóăgiaăc ng t m FRP. K t lu n chung:
- Vi c ng d ng mô ph ng s theoăph ngăphápăPTHHă(s d ng ph n m m ANSYS APDL)ăđ mơ ph ng d m BTCTăcóăgiaăc ng t m FRP cho k t qu
chínhăxácăvƠăđ tin c y cao. K t qu bi uăđ t i tr ng - chuy n v khi gia t i
gi a mơ hình PTHH và th c t thí nghi măđưăchoăk t qu t ngăt nhau. Vì
v y,ăph ngăphápămơăph ng s có th đ c áp d ng vào công tác nghiên c u
đ ti t ki m chi phí và th i gian th c hi n thí nghi m,ăđ ng th i các bài tốn phân tích có th d dƠngăđ c m r ng.
- Trongăcácăph ngăphápăch năđoánăh ăh ng đưăđ c kh o sát, ph ngăphápă
ch năđoánăd a trên s thayăđ i t n s và d ngădaoăđ ngăđưăch năđốnăthƠnhă
cơng có s t n t iăh ăh ng và m căđ t ngăquátăh ăh ng trong d m;ăph ngă
pháp n ngăl ng bi n d ngăđưăđ c áp d ng và ch năđốnăthƠnhăcơngăv trí
vùngăh ăh ng (vùng n t và tách l p FRP) c a d m bê tơng c t thép có gia
c ng t m FRP v i các m căđ h ăh ng khác nhau khi ch u t i tr ng.
- Trong th c t , hai lo i d li u đ u vào c aăcácăph ngăphápăch năđoánăh ă
h ng s d ngăcácăđ cătr ngădaoăđ ng, bao g m t n s daoăđ ng và d ng dao
đ ng có th phơnătíchăđ c t vi căđoădaoăđ ng m t cách d dàng.ă i u này ch ng minh kh n ngăápăd ng các ph ngăphápănƠyăvƠoăth c ti n. Ngồi ra, cơng tác ki m tra, ch năđoánăh ăh ng tr nên thu n ti năh năkhiăkhôngăc n
ph i d ng v n hành k t c u nh ngăv n thu th p đ c các thông s đ u vào
th ngăxuyênăđ ph c v cho vi c ch năđoánăh ăh ng.
- đánhăgiáăđ hi u qu c aăph ngăphápăch năđoánăd a trên s thayăđ i
n ngăl ng bi n d ng, ng ngăh ăh ng Z0 =5%Zmax đưăđ căđ xu tăđ xác
đnh ph măviăvùngăh ăh ng trong d m BTCTăcóăgiaăc ng t m FRP. Bên
c nhăđó,ăb ba ch s đánhăgiáăA, B, C đ xu t có kh n ngăch năđốnăchínhă
xác v tríăh ăh ng v iăđ tin c yăcaoătrongătr ng h p nhi u ph n t h ăh ng v i các m căđ h ăh ng khác nhau.
- V tríăh ăh ng trên d m là khơng bi tătr c, vì v y c n ph i kh o sát ch n
đoánăh ăh ng nhi u d ngădaoăđ ng khác nhau. Thơng qua các bài tốn kh o
sát nh n th y vi c t h p các d ngădaoăđ ng không ch cho k t qu chính xác cao mà cịn giúp lo i b nhi u trong bi uăđ ch s h ăh ng.
- Khi c p t i càng l n, ng su t t p trung t iăvùngăđ t t i làm cho bi uăđ ch
s h ăh ngăđ t giá tr l n nh t t i nh ng v trí này. Vì v y, nh ng v trí lân
c n s có ch s h ăh ng nh h năvƠăn măd iăng ngăh ăh ngăđ xu t. Tuy nhiên, vi c theo dõi và ch năđoánăs c kh e k t c u là m t công vi c liên t c,
t lúcăh ăh ng v a m i xu t hi năđ năkhiăh ăh ng phát tri n; và d li u ch n
đốnămangătínhălch s . Vì v y,ătr c khi x y ra hi năt ng t p trung ng su t
c c b ,ăvùngăh ăh ng gi a nh păđưăđ c ch năđoánăvƠăphátăhi n nh ng c p t i th păh n.ăQuaăđó, nh n th y vi c theo dõi ch năđoánăvƠătheoădõiăs c kh e k t c u là m t vi c r t c n thi tăđ phát hi năraăh ăh ng t nh ng ph m vi nh đ k p th i s a ch a.
- N u ch d aăvƠoăcácăđ cătr ngădaoăđ ng có th s b qua vi c ch n đoánănhi u
lo iăh ăh ng x y ra cùng m t lúc trong d m; vì v y, c n có s k t h p v i các
đ cătr ngăt nhăđ phân lo iăh ăh ng trong d m.
5.2 Ki n ngh
Ph ngăphápăđ xu tăđưăđ tăđ c nh ngăthƠnhăcôngăb căđ u trong vi c ch n
đoánăh ăh ng trong d m BTCT có gia c ng FRP. Tuy nhiên, v n còn m t s h n
ch có th tr thƠnhăđ tài nghiên c uătrongăt ngălai:
- Nghiên c u các y u t môiătr ng nhăh ngăđ n k t c uănh ănhi tăđ ,ăđ
m... đ mô ph ng s thuăđ c sát v i th c t .
- Nghiên c u ch năđoánăh ăh ng cho các c u ki năcóăgiaăc ng t m FRP theo
nhi uăph ngăgiaăc ngăkhácănhauănh ăgiaăc ngătheoăph ngăthépăđaiătrongă
DANHăM CăCÁCăCỌNGăTRỊNHăKHOAăH Că
STT Các bài báo, t p chí, h i ngh khoa h c T p chí trong n c
1
M. H. Tr n, M. N. Ph m, H. P. Nguy n, T.ă .ăN.ăTr ng,ăC. T. Nguy n, M. T. Hà, .ăD.ăH . (2022, Jun.). ắXácăđnh v tríăh ăh ng trong d m bê tơng
c t thépăcóăgiaăc ng t m FRP s d ngăph ngăphápăn ngăl ng bi n d ng.”
T p chí Phát tri n Khoa h c và Công ngh – K thu t và Công ngh . [Online]. 5(2), pp. 1508-1519. Available:
http://stdjet.scienceandtechnology.com.vn/index.php/stdjet/article/view/972
2
N. H. Tr n, M. H. Tr n, M. T. Hà, T. C. Hu nh, V. P. N. Lê, .ăD. H . (2022, May.). ắCh năđoánăhi năt ng bong tách trong d m bê tơng c t thép
cóăgiaăc ng t m FRP s d ng đápă ng tr kháng.” T p chí Khoa h c Cơng
ngh Xây d ng. [Online]. 16(2V), pp. 77-90. Available: https://stce.huce.edu.vn/index.php/vn/article/view/2050 T p chí qu c t
3
V. S. Bach, T. C. Le, C. T. Nguyen, M. H. Tran, M. N. Pham, D. D. Ho.
(2022).ă ắDamage identification for steel frame structures using two-step
approach combining modal strain energy method and genetic algorithm.”ă
Lecture Notes in Civil Engineering. Accepted
4
T. C. Le, V. S. Bach, C. T. Nguyen, M. H. Tran, D. D. Ho. (2022).ăắAn improved approach for damage identification in plate-like structures based on modal assurance criterion and modal strain energy method.” Lecture Notes in Civil Engineering. Accepted
H i ngh qu c t
5
M. H. Tran, M. N. Pham, M. T. Ha, D. D. Ho. ắVibration-based damage detection in reinforced concrete beams under various loading,” presented at Regional Conference in Civil Engineering & Sustainable Development Goals in Higher Education Institutions 2021 (RCCE & SDGs 2021), Johor,
2022.
6
C. T. Nguyen, M. H. Tran, M. N. Pham, H. P. Nguyen, T. D. N. Truong, D.
D. Ho. ắMonitoring the change in vibration characteristics for reinforced concrete frames under various loadings,”ăpresentedăat the 2nd International Conference on Structural Health Monitoring and Engineering Structures (SHM&ES 2021), Ha Noi, 2021.
7
T. C. Le, V. S. Bach, C. T. Nguyen, M. H. Tran, D. D. Ho. ắAn improved approach for damage identification in plate-like structures based on modal assurance criterion and modal strain energy method,”ăpresented at the 2nd
International Conference on Sustainable Civil Engineering and Architecture (ICSCEA) 2021, Ho Chi Minh City, 2021.
8
V. S. Bach, T. C. Le, C. T. Nguyen, D. S. T. Pham, M. H. Tran, M. N.
Pham, D. D. Ho. ắDamage identification for steel frame structures using two-step approach combining modal strain energy method and genetic algorithm,”ă presentedă ată the 2nd International Conference on Sustainable Civil Engineering and Architecture (ICSCEA) 2021, Ho Chi Minh City, 2021.
TẨIăLI UăTHAMăKH O
[1] Công Ty TNHH Saigon Office. ắDanhăsáchănh ng tòa nhà cao nh t trên th gi i.”ăInternet: https://saigonoffice.com.vn, Jun. 15, 2021.
[2] T. H. Nguy n and L. C. Tr n, Gia c ng k t c u bê tông c t thép b ng v t li u t m s i composite. Vi t Nam: Nhà xu t b n Xây d ng, 2020.
[3] CôngătyăT ăv n Xây d ng VNT Vi t Nam. ắGi i thi u gia c k t c u b ng
t m s i Carbon Fiber - CFRP.”ăInternet:ăhttp://www.giacoketcau.com, Jun. 15, 2021.
[4] R. D. Adams et al. (1978, Apr.). ắVibrationătechniqueăforănon-destructively asessing the integrity of structures.”ăJournal of Mechanical Engineering Science. [Online]. 20(2), pp. 93-100. Available:
https://journals.sagepub.com/doi/10.1243/JMES_JOUR_1978_020_016_02 [5] P. Cawley and R. D. Adams. (1979, Apr.). ắTheă locationă ofă defectsă ină
structures from measurements of natural frequencies.”ăThe Journal of Strain Analysis for Engineering Design. [Online]. 14(2), pp. 49-57. Available: https://journals.sagepub.com/doi/10.1243/03093247V142049
[6] H. Sato. (1983, Jul.). ắFreeăvibrationăofăbeamsăwithăabruptăchangesăofăcross- section.”ă Journal of Sound and Vibration. [Online]. 89(1), pp. 59-64. Available: https://doi.org/10.1016/0022-460X(83)90910-0
[7] M. M. F. Yuen. (1985, Dec.). ắAănumericalăstudyăofătheăeigenparametersăofăaă
damaged cantilever.”ăJournal of Sound and Vibration. [Online]. 103(3), pp. 301-310. Available:
https://doi.org/10.1016/0022-460X(85)90423-7
[8] D. Fotsch and D. J. Ewins. (2000, Aug.). ắApplicationă ofă MACă ină theă
frequency domain.”ăProceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. [Online]. 2, pp. 1225-1231. Available:
https://www.researchgate.net/publication/2526990
[9] J. Wang and P. Qiao. (2008, Jan.). ắOnăirregularity-based damage detection method for cracked beams.” International Journal of Solids and Structures. [Online]. 45(2), pp. 688-704. Available:
https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.08.017
[10] M. Pastor et al. (2012). ắModalăAssuranceăCriterion.” Procedia Engineering. [Online]. 48, pp. 543-548. Available:
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.09.551
[11] N. Stubbs et al. (1995, Mar.). ắFieldăverificationăofăaănondestructiveădamageă
localization and severity estimation algorithm.”ăProceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. [Online]. 182, pp. 210-218. Available: https://www.researchgate.net/publication/234470341
[12] S. H. Petro et al. (1997, Jan.). ắDamageă detectionă usingă vibrationă
measurements.”ăProceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. [Online]. 1, pp. 113-119. Available:
https://www.researchgate.net/publication/260860032
[13] C. J. Carrasco et al. (1997, Jan.). ắDamageălocalizationăinăaăspaceătrussămodelă
using modal strain energy.”ăProceedings of the International Modal Analysis Conference. [Online]. 2, pp. 1786-1792. Available:
https://www.researchgate.net/publication/253077383
[14] P. Cornwell et al. (1999, Jul.). ắApplicationă ofă theă straină energyă damageă
detection method to plate-like structures.”ăJournal of Sound and Vibration. [Online]. 224(2), pp. 1312-1318. Available:
https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2163
[15] Z. Y. Shi et al. (1998, Dec.). "Structural damage localization from modal strain energy change." Journal of Sound and Vibration. [Online]. 218(5), pp. 825- 844. Available:
https://doi.org/10.1006/jsvi.1998.1878
[16] W. J. Yan et al. (2010, Nov.). ắDamageădetectionămethodăbasedăonăelementă
modal strain energy sensitivity.”ăAdvances in Structural Engineering. [Online]. 13(6), pp. 1075-1088. Available:
https://doi.org/10.1260/1369-4332.13.6.1075
[17] S. M. Seyedpoor. (2012, Jan.). ắAă twoă stageă methodă foră structurală damageă
detection using a modal strain energy based index and particle swarm optimization.”ăInternational Journal of Non-Linear Mechanic. [Online]. 47(1), pp. 1-8. Available:
https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2011.07.011
[18] H. Y. Guo and Z. L. Li. (2014, Oct.). ắStructuralămulti-damage identification based on modal strain energy equivalence index method.”ă International Journal of Structural Stability and Dynamics. [Online]. 14(7). Available: https://doi.org/10.1142/S021945541450028X
[19] Y. J. Cha and O. Buyukozturk. (2015, Feb.). ắStructurală damageă detectionă
using modal strain energy and hybrid multiobjective optimization.”ăComputer- Aided Civil and Infrastructure Engineering. [Online]. 30(5), pp. 347-358. Available: https://doi.org/10.1111/mice.12122
[20] M. Z. Jumaat and M. D. Ashraful Alam. (2010, Jan.). ắExperimentală andă
numerical analysis of end anchored steel plate and CFRP laminate flexurally strengthened reinforced concrete (rc) beams.”ă International Journal of Physical Sciences. [Online]. 5(2), pp. 132-144. Available:
https://www.researchgate.net/publication/234077794
[21] M. E. Voutetaki et al. (2012, Jan.). ắFRPădebondingăpreventionăofăstrengthenedă
(PZT).”ă15th European Conference On Composite Materials. [Online]. 15, pp. 24-28. Available:
https://www.researchgate.net/publication/282069509
[22] J. W. Kim et al. (2012, Oct.). ắDamageă localizationă foră CFRP-debonding defects using piezoelectric shm techniques.”ă Research in Nondestructive Evaluation. [Online]. 23(4), pp. 183-196. Available:
https://doi.org/ 10.1080/09349847.2012.660244
[23] W. Li, S. Fan et al. (2018, May.). ắInterfacialădebondingădetectionăinăfiber- reinforced polymer rebarậreinforced concrete using electro-mechanical impedance technique.”ăStructural Health Monitoring. [Online]. 17(3), pp. 461- 471. Available:
https://doi.org/10.1177/1475921717703053
[24] S. Liu et al. (2019, Jun.). ắDebondingă detectionă andă monitoringă foră CFRPă
reinforced concrete beams using pizeoceramic sensors.”ăMaterials (Basel). [Online]. 12(13), pp. 2150-2160. Available:
https://doi.org/10.3390/ma12132150
[25] C. T. Ng et al. (2019, Jun.). ắDebondingă detectionă ină CFRP-retrofitted reinforced concrete structures using nonlinear Rayleigh wave.”ăMechanical Systems and Signal Processing. [Online]. 125, pp. 245-256. Available:
https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2018.08.027
[26] J. Jiang et al. (2019, Dec.). ắDetectingă debondingă betweenă steelă beamă andă
reinforcing CFRP plate using active sensing with removable PZT-based transducers.”ăSensors (Switzerland). [Online]. 20(1). Available:
https://www.mdpi.com/1424-8220/20/1/41/htm
[27] J. Li et al. (2020, Dec.). ắDebondingă detectionă ină CFRP-reinforced steel structures using anti-symmetrical guided waves.”ă Composite Structures. [Online]. 253(1). Available:
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112813
[28] T. M. C. Tr n. ắNghiênăc u th c nghi m kh n ngăchu u n c a k t c u d m bê tơng c tăthépăcóăgiaăc ng AFRP,”ăLu năv năTh căs , HQGăTp.ăH Chí Minh - Tr ngă i h c Bách Khoa, Vi t Nam, 2007.
[29] M. K. Nguy n. ắNghiênăc u th c nghi măgiaăc ng kh n ngăkhángăc t c a d m BTCT b ng s d ng v t li u FRP,”ăLu năv năTh căs ,ă HQGăTp.ăH Chí