Tình hình nghiên cu

Một phần của tài liệu Chẩn đoán hư hỏng trong dầm bê tông cốt thép có gia cường tấm frp sử dụng các đặc trưng dao động (Trang 26)

CH NGă2 T NG QUAN

2.1 Tình hình nghiên cu

2.1.1 Các cơng trìnhănghiênăc uăngoƠiăn c

Cácăph ngăphápăd aătrênăcácăđ cătr ngădaoăđ ngăđ xácăđnh v tríăh ăh ng trên

k t c uăđ c phát tri n t nh ngăn mă1970.ăM t trong nh ngăph ngăphápăxácăđnh

h ăh ng k t c uăđ c nghiên c uăđ uătiênălƠăph ngăphápăd a trên t n s t nhiên c a k t c u. Adams và c ng s (1978) [4] đưăs d ng t n s k t h p v i mơ hình lý

thuy tăđ xácăđ nh v tríăvƠăđ l năh ăh ng c a thanh th ng, thanh hình cơn, tr c cam

trong ô tô. Cawley và Adams (1979) [5] đưăđ aăraăd đoánăkhuy t t t v i m u thí nghi m t m nhơm ph ng và t m nh a s i carbon. Sato (1983) [6] đưănghiên c u d m v i ti t di năthayăđ i b ng vi căđoăt n s daoăđ ng c a k t c u. Yuen (1985) [7] đưă

nghiên c uăh ăh ng cho d m console b ng nhôm d a vào ng x đ ng l c h c c a d m, ông s d ng giá tr tham s tr riêng (Eigen-parameters).

Bên c nhăh ng nghiên c u ch năđoánăh ăh ng k t c u d a vào t n s t nhiên, các nhà nghiên c uăđưătìmăraăh ng ch năđốnăd a vào d ngădaoăđ ng (Mode shape). Fotsch và Ewins (2000) [8] đưănghiên c uătrìnhăbƠyăph ngăphápăm iăđ th hi n t n s và d ngădaoăđ ng trên cùng m tăđ ng di u di n. Wang và Qiao (2008) [9] đưă

ch năđốnăv tríăh ăh ng trên d m s i th y tinh console. So sánh gi a hai b l c s

Triangular và Gaussian, d a trên s thayăđ i d ngădaoăđ ngăđ ch năđoán.ăK t qu

đư cho th y ch năđốnăchínhăxácăđ c v tríăh ăh ng và cho th y b l c s Triangular cho hi u qu v tínhăđ năgi n hóa phát hi năh ăh ng. Pastor và c ng s (2012) [10]

đưăs d ng ch s MACăđ ch năđoánăh ăh ng và so sánh s t ngăquanăgi a các

d ngădaoăđ ng.

Ph ngăphápăn ngăl ng bi n d ng (Strain Energy Method - SEM) đ c áp d ng

đ u tiên đ phát hi năcácăh ăh ng c a k t c u. Stubbs và c ng s (1995) [11] đưăxác

đnh v tríăh ăh ng trên c u d aătrênăn ngăl ng bi n d ng. Petro và c ng s (1997) [12] đưătrìnhăbƠyăph ngăphápăphơnătíchăcácăđ cătr ngădaoăđ ng bao g m t n s , d ng

daoă đ ng,ă n ngă l ng bi n d ngă đ phát hi nă h ă h ng trong Armored Vehicle Launched Bridge. Nghiên c uăđưăch ra r ng t n s và d ngădaoăđ ngăcóăđ nh y th p

h năn ngăl ng bi n d ng khi ch năđoánăh ăh ng trong k t c u. Carrasco và c ng s

(1997) [13] đưăáp d ngăph ngăphápăd aăvƠoăn ngăl ng bi n d ngăđ ch năđốn v

tríăh ăh ng trong k t c u dàn không gian. H k t c uăđ c thí nghi m v iă18ătr ng

h păh ăh ng khác nhau. Nghiên c uăđư đ aăraăk t qu chu năđốnăt ngăđ i chính

xácăkhiăh ăh ng x y ra trên khu v c l n. Cornwell và c ng s (1999) [14] đưăm r ng

SEM trên k t c u t măđ cătr ngăb i m t cong hai chi u. Trong cách ti p c n c a

Cornwell,ăn ngăl ng bi n d ngăphơnăđo n c a 9 t mătr c và sau khi b h ăh ng

đ c s d ngăđ xácăđnh ch s h ăh ng. T ch s này có th xácăđ nh thành cơng v trí các khu v căđ c ng gi m, đ ng th i s d ngăt ngăđ i ít các d ngădaoăđ ng. Trong ki m ch ng th c nghi m, hai v t n t biên v i m căđ h ăh ng nh tăđ nh

đ căxácăđnh chính xác b i ch s h ăh ng.

n cu i th k XX, ph ngăphápăxácăđnh v trí và m căđ c aăh ăh ng d a trên s chênh l chăn ngăl ng bi n d ng c a k t c uătr căvƠăsauăh ăh ng cho k t c u khung thép ph ng m t nh p, hai t ng đ c Shi và c ng s (1998) [15] đ xu t.ăPh ngă

pháp mà tác gi đ xu t ch s d ng d ngădaoăđ ngăđoăđ c t thí nghi m, d ng dao

đ ng t phân tích k t c u mơ ph ng và ma tr năđ c ng ph n t đ tính tốn. Trong nghiên c u này, nhăh ng c a nhi uăkhiăxácăđ nh d ngădaoăđ ng lên k t qu xác

đnh v trí và m căđ h ăh ng đưđ c kh o sát. K t qu c a nghiên c u đưăcho th y

ph ngăphápăch năđoánăd a trên s thayăđ iăn ngăl ng bi n d ng thì nh y v iăđ

nhi u c aăđoăl ng.ăPh ngăpháp này cho k t qu chínhăxácăđ i v i vi căxácăđ nh v

tríăh ăh ng nh ngăv m tăxácăđnh m căđ h ăh ng thì ch cho k t qu đúngăv iăđ

nhi u nh h năho c b ng 5.

Tuy nhiên, đ kh oăsátăđúngăh năc n kh o sát s nhăh ng c a nhi uătrongăđoă l ng, Yan và c ng s (2010) [16] đưăd a trên thu tătốnăđ i s tínhătốnăđ bi n thiên c aăn ngăl ng bi n d ng (modal strain energy sensitivity) đ aăraăph ngăphápă

xácăđnh v trí và m căđ h ăh ng c a k t c u. iăt ngăđ ki m ch ng s chính

xác c aăph ngăphápălƠăd măđ năgi n, d m liên t c hai nh p và k t c u khung m t nh p ba t ng. S nhăh ng c a nhi uătrongăđoăl ng nhăh ngăđ n k t qu tính

c ngăđ c tác gi xem xét và k đ n trong nghiên c u. Tác gi đư ch raăph ngăphápă

s d ng có hi u qu trong m tăb c tính tốn khơng c n l p. Seyedpoor (2012) [17]

đưăch năđốnăv trí và m căđ h ăh ng trên h giàn ph ngăthôngăquaăph ngăphápăđ

xu t bao g măhaiăb c. B c th nh t là ch năđốnăv trí c aăh ăh ng d a trên ch

s n ngăl ng bi n d ng.ăB c th hai là ch năđoánăm căđ c a các ph n t h ăh ng

đ căxácăđ nh t b c m t thông qua l i gi i t iă uă(Particle Swarm Optimization -

cho k t qu ch năđốnăv trí và m căđ h ăh ng trong k t c u v iăđ chính xác cao. Guo và Li (2014) [18] đưătrìnhăbƠyăph ngăphápăch năđốnăh ăh ng nhi u v trí d a vào ch tiêuă đánhă giáă h ă h ng có tên Modal Strain Energy Equivalence Index (MSEEI). iăt ng nghiên c u là k t c u dàn ph ng và xây d ng cơng th c tính tốn ch tiêu MSEEI v i giá tr c ngăt ngă ng là m căđ h ăh ng c a ph n t . T các k t qu , tác gi đưăch raăđ căph ngăphápăcóăm căđ chính xác cao.

Cha và Buyukozturk (2015) [19] đưănghiên c u và ki n ngh ph ngăphápăch n

đoánăh ăh ng trong k t c u s d ng thu t toán t iă uăđaăm c tiêu d a trên s thay

đ iăn ngăl ng bi n d ng c a k t c u. Ph n l n các nghiên c uătr căđơyăt p trung

vào vi c phát hi năh ăh ng trong các d măđ năgi n ho c các k t c u ph ng. Trong nghiên c u này, m tăph ngăphápăphátăhi năh ăh ng m i s d ng các thu t tốn t i

uăhóaăđaăm c tiêu k t h p d aătrênăMSEăđ căđ xu tăđ phát hi năcácăh ăh ng

trong các k t c u thép ba chi u khácănhau.ăCácăh ăh ng nh ít nhăh ngăđ n s khác bi t c a các thu c tính c a k t c u. Vì v y, nh ngăh ăh ng nh nhi u v trí trong k t c u r t khó phát hi n b ng cách s d ngăcácăph ngăphápăphátăhi năh ăh ng truy n th ng d a trên các thu c tính c a k t c u.ăCácătr ng h păh ăh ng nh khác

nhauăđ c t oăraăđ ki m tra s đúngăđ n c aăph ngăphápăti p c năđaăm c tiêu m i

đ căđ xu t. Thu t toán di truy năđaăm cătiêuăđ căđ xu t phát hi n các v trí và

ph m vi chính xác c aăcácăh ăh ng nh . Nhi u tín hi uătrongăqătrìnhăđoăđ c nh

h ng lênăđ chính xác c aăph ngăphápăc ngăđ c tác gi kh o sát v i m căđ

nhi u là 5%.

Khi nghiên c u các v năđ v ch năđoánăh ăh ng k t c u có giaăc ngăFRPăđaă

s các nghiên c uătr căđơyă ng d ngăph ngăphápăth c nghi măvƠăđápă ng tr kháng. Jumaat và Alam (2010) [20] đưăti n hành thí nghi m b y m u d m BTCT v i các chi u dài neo t m CFRP khác nhau và nh n th y th y các m u d m có neo t m

CFRPăh ăh ngăítăh năsoăv i các m u d m khơng có b n neo. D a trên phân tích bi u

đ ng su t b m t c a t m CFRP nghiên c uăđư tìm ra chi u dài neo t m t iă u.ăă

Voutetaki và c ng s (2012) [21] đưănghiênăc u cách ki m sốt q trình tách l p FRP và b m t bê tông b ng vi c s d ng m căđi n áp t iă u.ăCácăk t qu đưăcho th y r ngăđ i v i m căđi n áp t iă u,ătácăđ ngăápăđi n lo i b s t p trung ng su t t i vùng tách l p c a FRP. V m t đ nhăl ng, ng su t kéo t i b m t bê tông và l p

keoăEpoxyăđ c gi m xu ngăd iăc ngăđ kéo c aăbêătông.ă i u này cho th y s

d ngăđi n áp có th phịng ng a hi u qu s tách l p FRP.

Kim và c ng s (2012) [22] đưătheoădõiăh ăh ng d măBTCTăcóăgiaăc ng FRP d a trên c m bi năápăđi n. M t m u d măbêătôngăgiaăc ng b ng CFRP và n măPZTă đ c g n t iăđáyăd măđưăđ c thí nghi măđ phát hi năh ăh ng tách l p CFRP. Khi

m căđ h ăh ngăt ng,ătr khángăc ăđi n và tín hi uăđ căđoăvà ghi nh n m i m c thi t h i. Ch s Root Mean Square Deviation (RMSD) đưăđ c nghiên c uăđ đ nh

l ng các tín hi uăh ăh ng thuăđ c. V tríăt ngă ng v iăđnh cao nh t c a đ ng

congăđưăđ căxácăđnh và so sánh v i v tríăh ăh ng th c t đ xácăđ nh tính hi u qu

c a ch s đ căđ xu t.

Li và c ng s (2017) [23] đưănghiênăc u ch năđoánăh ăh ng gi a thanh FRP và bê tông s d ng Electro-Mechanical Impedance (EIM). T k t qu th nghi m, nghiên c u đư ch ra r ng các PZT có kh n ngăt t đ phát hi năcácăh ăh ng k t c u c t thép CFRP. Tuy nhiên, PZT ph iăđ căđ t g năn iăx y ra tách l păđ đ tăđ căđ

nh y thích h p. Các ch s đoăl ng Root Mean Square Deviation (RMSD) và Mean Absolute Percentage Deviation (MAPD) đưăđ c s d ngăđ đ nh l ng nh ng thay

đ i tín hi u nh năđ c. Nghiên c uăđ c nêu trong cơng trình này có th đóngăvaiă

trị là tài li u tham kh o có giá tr cho k thu t th c t v giámăsátăh ăh ng c a bê tông c t thép FRP.

Liu và c ng s (2019) [24] đưănghiênăc u s tách l p CFRP trong d m BTCT s d ng c m bi n tr kháng PZT. Ti n hành thí nghi m gia t i d măBTCTăcóăgiaăc ng

CFRPăchoăđ n khi hi năt ng tách l p CFRP x yăra.ă có th giám sát q trình

tách l p tác gi đưăg n 10 c m bi n PZT đ thu nh n tín hi u. T i v trí tách l p th i

gianăvƠăđ ng truy n tín hi u s l năh nănh ng v trí khơng tách l p (Hình 2.1). K t

qu thuăđ c t thí nghi m cho th y tính hi u qu trong vi c giám sát hi năt ng tách

l p b ng PZT. Tuy nhiên, vi c t oătr c v trí tách l p thay vì kh o sát d m v i gia

c ng nguyên v n.ă i u này làm h n ch thí nghi m khơng g n v i th c t .

a) Tr c khi tách l p FRP b) Sau khi tách l p FRP Hình 2.1.ă ng truy n tín hi u tr c và sau khi tách l p t m FRP [24] Ng và c ng s (2019) [25] đưănghiên c u th c hi n vi c t o sóng Rayleigh trên b m t c u ki năbêătơngăcóăgiaăc ng CFRP. B tríăđ uăphátăvƠăđ u thu tín hi u sóng

Bê tơng Bê tông

CFRP CFRP

u thu

u phát u phát

k t h p v i thu t tốn tái t o hình nhăh ăh ng tách l p CFRP. Nghiên c uăđ căđ i chi u v i th c nghi m và cho k t qu đáng tin c y trong vi c s d ng sóng Rayleigh

ch năđốnăhi năt ng tách l p CFRP. Vi c t o sóng Reyleigh và mơ ph ng ch m i

ti n hành t i v trí đưăt o tách l p bi tătr c nên v năch aăcóăcáiănhìnăkháchăquanăkhiă

áp d ng kh o sát trên c u ki n v i qui mô l n.

Jiang và c ng s (2019) [26] đưăphát hi n s k t dính gi a d m thép và t m CFRP

giaăc ng b ng cách s d ngăđ u dò và c m bi n d a trên PZT có th tháo r i. i u

ki n liên k t nhăh ngăđángăk đ n tín hi u c m bi n nh năđ c và ch s Wavelet- Packet-Based Energy Index (WPEI)ăđ c s d ngăđ đ nhăl ngăn ngăl ng c a tín hi u nh năđ c nh măđánhăgiáăm căđ nghiêm tr ng c a vi c k t dính gi a thép và t m CFRP. K t qu th nghi m ch ng minh tính kh thi c aăph ngăphápăđ căđ

xu t trong vi c phát hi n s tách l p gi a d m thép và t măCFRPăgiaăc ng b ng cách s d ngăđ u dị d a trên PZT có th tháo r i.ă iăt ng thí nghi m là d m thép

ch IăvƠăch aăxétăđ n tách l p CFRP khi d m thép ch u t i. Thí nghi măđ c ti n

hành d a trên vi c ch đ ng phá h y l p keo t i các v tríăchoătr c và d m tr ng thái không ch u t i. Th c t khi k t c u làm vi c s b phá ho i v kh n ngăch u l c

vƠăkhiăđóăs có tín hi u nhi u.

Li và c ng s (2020) [27] đưăti n hành nghiên c u tách l p CFRP v i k t c u thép. Nghiên c u này d a trên sóng Lamb ph n x ngăđ c ch n làm sóng t i và các t m PZT g n trên b m tăđ c s d ngăđ kích thích và thu th p tín hi u. Cơng th c lý thuy tăđ căđ aăraăđ tìm m i quan h time of flight ậ ToF c a tính hi u phát và tín hi uăthuăđ c. Các th nghi m mô ph ng và th c nghi măsauăđóăđưăđ c ti n

hƠnhăđ xác minh suy lu n lý thuy tălƠăđúngăđ n.

2.1.2 Cácăcơngătrìnhănghiênăc uătrongăn c

M t s nghiên c u đưăđ c công b trongăn c c ngăđưăgi i quy t đ c m t s bài tốn liênăquanăđ n k t c u cóăgiaăc ng t m FRP nh ăsau:

Tr n (2007) [28] đưănghiênăc u tính hi u qu c a t măAFRPăkhiăgiaăc ng cho d m BTCT. K t qu ch ra r ng kh n ngăch u u n c a d măt ngătheoăs l p gia

c ng AFRP. C th kh n ngăchu u năt ngă25.2%ăkhiăgiaăc ng 1 l p và khi gia

c ng 2 l p thì kh n ngăchu u năt ngă15.8%ăsoăv i d măgiaăc ng 1 l p. Khi gia

c ng AFRP thì ki u phá ho i, tu i th k t c u và t căđ h ăh ng có nhăh ngăđángă

k so v iăkhôngăgiaăc ng.

Nguy n (2009) [29] đưăti n hành nghiên c u kh n ngăkhángăc t c a d m BTCT

khiăgiaăc ngăFRP.ăKhiăgiaăc ng v i k thu t EBR (FRP d ng t m) d ng phá ho i

cán m ng)ăh ăh ng ph bi n là bóc tách FRP và bê tông b o v . D a trên các tiêu chí th i gian thi cơng, tính dai c a c u ki n khi phá ho i và kh n ngăchu l c thì k thu t

giaăc ng NSMR hi u qu h năk thu t EBR. Ngoài ra, nghiên c u đư ch ra kho ng

cách gi a các FRP nh h năm t giá tr t iă uăs khơngălƠmăt ngătínhăhi u qu c a

vi căgiaăc ng.

Nguy n (2011) [30] đưănghiên c u nhăh ng c a y u t t l mơăhìnhăđ n kh

n ngăkhángăc t c a d măBTCTăcóăgiaăc ng t m GFRP. K t qu đư cho th y t m gia

c ng GFRP d ng ch Uăgiúpăt ngăkh n ngăkhángăn t xiên, giúp tái phân b ng su t trong vùng c t, gi m b r ng vùng n t. Ngoài ra t măgiaăc ng d ng ch U còn giúp cho d m gi m chuy n v và hi u qu gi m chuy n v t l ngh ch v i s giaăt ngă

kíchăth c d m.ăS ăđ thí nghi măđ c th hi n trong Hình 2.2.

Hình 2.2.ăS ăđ thí nghi m kh n ngăkhángăc t d măkhiăgiaăc ng GFRP [30] Nguy n (2015) [31] đưămôăph ng s phân tích ng x c a d m BTCT có gia

c ng t m FRP và t m thép neo ch ngătr t khi ch u u n. T k t qu mô ph ng, phân tích và so sánh v i k t qu th c nghi m. BƠiătoánăđ c phát tri n b ng cách

thayăđ i chi u dài t m thép neo ch ngătr tăgiaăc ngăđ xem xét t i tr ng c c h n

vƠăxácăđnh chi u dài neo t iă uăchoăd măBTCTăcóăgiaăc ng t m FRP và t m thép

Lê (2017) [32] đưănghiênăc u kh n ngăkhángăch n c aăkhungăBTCTăgiaăc ng kháng u n b ng FRP. Nghiên c uăđưăphơnătích, đánhăgiáăhi u qu giaăc ng kháng u n b ng FRP cho khung BTCT.ă iăt ng nghiên c u là khung BTCT 5 t ng 3 nh p và khung 8 t ng 3 nhpăđ c mơ hình trong SAP2000 ch u các m căđ đ ngăđ t khác nhau. K t qu phân tích cho th y tác d ng c a vi c kháng n hôngădoăFRPălƠmăt ngă

Một phần của tài liệu Chẩn đoán hư hỏng trong dầm bê tông cốt thép có gia cường tấm frp sử dụng các đặc trưng dao động (Trang 26)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(119 trang)