CHƯƠNG 4. CÁC BÀI TOÁN KHẢO SÁT
4.3. KẾT QUẢ CÁC BÀI TOÁN
4.3.7.1. Số liệu ban đầu
Số liệu ban đầu ba trường hợp giảm 10%, 25% và 50% giá trị mô đun đàn hồi, cho vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100mm, cách mép dầm 2400 mm (Hình 4.18), được trình bày trong Bảng 4.31.
Bảng 4.31. Tần số các dạng dao động của dầm liên hợp thép – bê tông chưa hư hỏng và có hư hỏng – Trường hợp giảm độ cứng 10%, 25% và 50% tại vùng bản
cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm - (Hz)
Mode
Tần số chưa hư hỏng
Tần số hư hỏng
10%
Tần số hư hỏng
25%
Tần số hư hỏng
50%
% Độ lệch hư hỏng
10%
% Độ lệch hư hỏng
25%
% Độ lệch hư hỏng
50%
1 74.337 74.127 73.842 73.119 0.282 0.666 1.638
2 177.740 177.730 177.720 177.700 0.006 0.011 0.023 3 290.480 290.190 289.800 288.830 0.100 0.234 0.568 4 395.530 395.510 395.490 395.450 0.005 0.010 0.020 5 493.920 493.800 493.640 493.240 0.024 0.057 0.138 Dựa vào giá trị chuyển vị của dầm liên hợp thép – bê tông theo trường hợp chưa hư hỏng và có hư hỏng, ta có các dạng dao động (Mode Shape) của ba trường hợp.
Hình 4.97a. Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10%
176 -0.2
-0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 1
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 25%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 1
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 50%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.97b. Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25%
Hình 4.97c. Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50%
177 -0.3
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 2
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 10%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 2
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 25%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.98a. Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10%
Hình 4.98b. Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25%
178 -0.3
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 2
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 50%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 3
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 10%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.98c. Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50%
Hình 4.99a. Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10%
179 -0.2
-0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 3
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 25%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 3
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 50%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.99b. Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25%
Hình 4.99c. Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50%
180 -0.3
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 4
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 10%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 4
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 25%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.100a. Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10%
Hình 4.100b. Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25%
181 -0.3
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 4
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 50%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 5
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 10%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.100c. Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50%
Hình 4.101a. Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10%
182 -0.4
-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 5
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 25%
Vùng hư hỏng thực tế
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2
MODE 5
BIÊN ĐỘ
CHIỀU DÀI DẦM (m) HƯ HỎNG 50%
Vùng hư hỏng thực tế
Hình 4.101b. Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25%
Hình 4.101c. Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50%
Hình 4.97a đến Hình 4.101c cho ta thấy các dạng dao động trong trường hợp dầm liên hợp thép – bê tông chưa hư hỏng và có hư hỏng gần như không có khác biệt.
183 0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
1 2 3 4 5
PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN SỰ THAY ĐỔI TẦN SỐ
Δf (%)
MODE HƯ HỎNG 10%
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
1 2 3 4 5
PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN SỰ THAY ĐỔI TẦN SỐ
Δf (%)
HƯ HỎNG 25%
MODE
4.3.7.2. Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method)
Hình 4.102a. Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10%
Hình 4.102b. Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25%
184 0
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
1 2 3 4 5
PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN SỰ THAY ĐỔI TẦN SỐ
Δf (%)
HƯ HỎNG 50%
MODE
Hình 4.102c. Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50%
Hình 4.102a đến Hình 4.102c cho ta chẩn đoán có hư hỏng trong dầm liên hợp thép – bê tông. Phần trăm độ lệch tần số có ở tất cả các dạng dao động, trong đó độ giảm lớn nhất xảy ra ở dạng dao động thứ nhất, thứ ba và dạng dao động thứ năm, còn dạng dao động thứ hai và dạng dao động thứ tư thì ít hơn.
Điều này được giải thích do hư hỏng được giả định giữa dầm (Hình 4.18) có cùng vị trí điểm uốn (Hình 4.97a, Hình 4.97b, Hình 4.97c, Hình 4.99a , Hình 4.99b, Hình 4.99c, Hình 4.101a, Hình 4.101b và Hình 4.101c), và đường cong mô hình ở dạng dao động thứ hai và dạng dao động thứ tư (Hình 4.98a, Hình 4.98b, Hình 4.98c, Hình 4.100a, Hình 4.100b và Hình 4.100c) có vị trí hư hỏng giả định không phải là vị trí điểm uốn, do đó phương pháp chẩn đoán sẽ không được rõ ràng.