Chẩn đoán hư hỏng cho dầm liên hợp thép bê tông sử dụng các đặc trưng dao động

Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của 3 phương pháp chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu dầm sử dụng các đặc trưng dao động: • Phương pháp dựa trên sự thay đổi của tần số dao động; • Phương pháp dựa t

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

VŨ VĂN DŨNG

CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG CHO DẦM LIÊN HỢP

THÉP–BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁC ĐẶC TRƯNG DAO ĐỘNG

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp

Mã số ngành : 60580208

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2020

Trang 2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Hồ Đức Duy

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS.TS Nguyễn Minh Long

2 TS Thái Sơn

3 PGS.TS Lê Anh Thắng

4 TS Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm

5 TS Nguyễn Duy Liêm

KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Trang 3

i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: VŨ VĂN DŨNG MSHV : 1770376

Ngày, tháng, năm sinh: 28/03/1993 Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Xây dựng công trình DD&CN Mã số ngành: 60580208

I TÊN ĐỀ TÀI: CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG CHO DẦM LIÊN HỢP THÉP –

BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁC ĐẶC TRƯNG DAO ĐỘNG

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 Nghiên cứu tổng quan về lĩnh vực theo dõi và chẩn đoán kết cấu (Structural

Health Monitoring – SHM)

2 Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của 3 phương pháp chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu

dầm sử dụng các đặc trưng dao động:

• Phương pháp dựa trên sự thay đổi của tần số dao động;

• Phương pháp dựa trên sự thay đổi của dạng dao động;

• Phương pháp dựa trên sự thay đổi của năng lượng biến dạng

3 Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho dầm liên hợp bằng phần mềm ANSYS

4 Phân tích dao động cho dầm; so sánh và đánh giá kết quả giữa mô hình và thực

nghiệm

5 Ứng dụng 3 phương pháp để chẩn đoán hư hỏng cho dầm Từ đó, phân tích và

đánh giá kết quả chẩn đoán cho từng phương pháp

6 Đưa ra các kết luận và kiến nghị

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 19/08/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/12/2019

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS HỒ ĐỨC DUY

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng … năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH

PGS.TS Hồ Đức Duy PGS.TS Lương Văn Hải

TRƯỞNG KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG

PGS.TS Lê Anh Tuấn

Trang 4

ii

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn PGS.TS Hồ Đức Duy,

người đã tận tình hướng dẫn tôi ngay từ những ngày bắt đầu công việc nghiên cứu

khoa học cho đến lúc hoàn thành luận văn Thầy đã có những lời khuyên và chỉ dẫn

tận tình trong các vấn đề của đề tài, Thầy cũng đã động viên tôi rất nhiều trong những

lúc tôi gặp khó khăn Những kiến thức mà Thầy truyền đạt cũng như lòng tận tình của

Thầy, tôi sẽ ghi nhớ mãi Hình ảnh của Thầy là tấm gương về người Thầy đáng kính

trong sự nghiệp giáo dục và là hình mẫu để tôi cố gắng học tập

Tôi cũng gởi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường đại học Bách

Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, các Thầy cô trực tiếp tham gia giảng dạy đã truyền

đạt những kiến thức và phương pháp học tập, nghiên cứu

Tôi cũng chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các anh chị học viên khóa 2017 và

bạn bè

Sau cùng, tôi muốn tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ, người thân trong gia đình đã hỗ

trợ và sát cánh bên tôi, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tại

trường

Xin trân trọng cảm ơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019

Vũ Văn Dũng

Trang 5

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là luận văn do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Hồ Đức Duy

Các kết quả của luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc thực hiện của mình

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019

Vũ Văn Dũng

Trang 6

iv

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

TÓM TẮT x

ABSTRACT xi

DANH MỤC CÁC BẢNG xii

DANH MỤC CÁC HÌNH xv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xxxii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU xxxiii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.2.2 Nội dung nghiên cứu 2

1.3 TÍNH CẦN THIẾT VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU 3

1.4 CẤU TRÚC LUẬN VĂN 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4

2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NƯỚC NGOÀI 8

2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM 11

2.3 TỔNG KẾT 12

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13

3.1 PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN SỰ THAY ĐỔI CỦA TẦN SỐ DAO ĐỘNG (FREQUENCY CHANGE – BASED DAMAGE DETECTION METHOD) 13

Trang 7

v

3.1.1 Giới thiệu phương pháp 13

3.1.2 Công thức đánh giá 13

3.1.3 Trình tự thực hiện 14

3.2 PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN SỰ THAY ĐỔI CỦA DẠNG DAO ĐỘNG (MODAL ASSURANCE CRITERION) 14

3.3 PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG (MODAL STRAIN ENERGY – BASED DAMAGE DETECTION METHOD) 17

3.4 MÔ HÌNH DẦM LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG BẰNG ANSYS 22

3.4.1 Tổng quan về ANSYS 22

3.4.2 Phương pháp mô hình 24

3.4.3 Rời rạc hóa kết cấu 24

3.4.3.1 Bản bê tông 24

3.4.3.2 Thép hình I và neo chống cắt 25

3.4.3.3 Thép dọc và cốt đai 25

CHƯƠNG 4 CÁC BÀI TOÁN KHẢO SÁT 26

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 26

4.2 MÔ PHỎNG DẦM LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG CHƯA HƯ HỎNG BẰNG PHẦN MỀM ANSYS 28

4.2.1 Thông số dầm liên hợp chưa hư hỏng 28

Trang 8

vi

29 4.2.2.1 Tần số dao động 29 4.2.2.2 Dạng dao động 30

4.3 KẾT QUẢ CÁC BÀI TOÁN 38

tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 38 4.3.1.1 Số liệu ban đầu 38 4.3.1.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 47 4.3.1.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 48 4.3.1.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 50

tông xung quanh neo chống cắt 3, 4 60 4.3.2.1 Số liệu ban đầu 60 4.3.2.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 68 4.3.2.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 70 4.3.2.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 71 4.3.2.5 Nhận xét kết quả mô phỏng dầm liên hợp thép - bê tông hư hỏng – Trường hợp hư hỏng neo chống cắt 3, 4 81

Trang 9

vii

tông xung quanh neo chống cắt 21, 22 83 4.3.3.1 Số liệu ban đầu 83 4.3.3.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 91 4.3.3.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 93 4.3.3.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 94 4.3.3.5 Nhận xét chung bài toán 1 104

tông có bề rộng 100mm, cách mép dầm 2050 mm 106 4.3.4.1 Số liệu ban đầu 106 4.3.4.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 114 4.3.4.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 116 4.3.4.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 117 4.3.4.5 Nhận xét bài toán 2.1 - Trường hợp hư hỏng vùng bê tông có bề rộng

100 mm, cách mép dầm 2050 mm với mức độ hư hỏng 10%, 25% và 50% 127 4.3.4.6 So sánh kết quả mô phỏng dầm liên hợp thép - bê tông hư hỏng – Trường hợp giảm độ cứng 10% tại một vị trí vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm 128

tông có bề rộng 100mm, cách mép dầm 1600 mm 130

Trang 10

viii

4.3.5.1 Số liệu ban đầu 130 4.3.5.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 138 4.3.5.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 140 4.3.5.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 141 4.3.5.5 Nhận xét bài toán 2.2 - Trường hợp hư hỏng vùng bê tông có bề rộng

100 mm, cách mép dầm 1600 mm với mức độ hư hỏng 10%, 25%, 50% 151

cánh dưới thép I có bề rộng 100mm, cách mép dầm 2400 mm 152 4.3.6.1 Số liệu ban đầu 152 4.3.6.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 160 4.3.6.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 162 4.3.6.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 163 4.3.6.5 Nhận xét bài toán 3.1 – Trường hợp hư hỏng bản cánh dưới thép I có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm với mức độ hư hỏng 10%, 25%, 50% 172 4.3.6.6 So sánh kết quả mô phỏng dầm liên hợp thép - bê tông hư hỏng – Trường hợp giảm độ cứng 10% tại một vị trí vùng bản cánh dưới của thép I có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm 173

cánh dưới thép I có bề rộng 100mm, cách mép dầm 1600 mm 175 4.3.7.1 Số liệu ban đầu 175

Trang 11

ix

4.3.7.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based

Damage Detection Method) 183

4.3.7.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 185

4.3.7.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 186

4.3.7.5 Nhận xét bài toán 3.2 – Trường hợp hư hỏng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm với mức độ hư hỏng 10%, 25%, 50% 195

4.3.8 Kết quả bài toán 4 – Giảm độ cứng 25% tại bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có bề rộng 100mm, lần lượt cách mép dầm 1600 mm và 2050 mm 196

4.3.8.1 Số liệu ban đầu 196

4.3.8.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (Frequency Change - Based Damage Detection Method) 199

4.3.8.3 Phương pháp thay đổi dạng dao động (Modal Assurance Criterion) 200

4.3.8.4 Phương pháp dựa trên năng lượng biến dạng (Modal Strain Energy - Based Damage Detection Method) 200

4.3.8.5 Nhận xét bài toán 4 – Trường hợp hư hỏng bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm lần lượt 1600 mm và 2050 mm với mức độ hư hỏng 10%, 25%, 50% 204

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 206

5.1 KẾT LUẬN 206

5.2 KIẾN NGHỊ 207

TÀI LIỆU THAM KHẢO 208

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 212

Trang 12

x

TÓM TẮT

Tên đề tài luận văn “Chẩn đoán hư hỏng cho dầm liên hợp thép – bê tông sử

dụng các đặc trưng dao động”

Mục tiêu của nghiên cứu là chẩn đoán hư hỏng trong dầm liên hợp thép - bê tông

sử dụng các đặc trưng dao động Đầu tiên, các đặc trưng dao động (tần số, dạng dao động) của dầm được xác định Tiếp theo, các phương pháp chẩn đoán sự xuất hiện hư hỏng và vị trí của hư hỏng sử dụng các đặc trưng dao động được ứng dụng Từ đó, kết luận và kiến nghị về việc sử dụng phương pháp chẩn đoán hư hỏng trong dầm được rút ra

• Phương pháp dựa trên sự thay đổi của tần số dao động;

• Phương pháp dựa trên sự thay đổi của dạng dao động;

• Phương pháp dựa trên sự thay đổi của năng lượng biến dạng

3 Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho dầm liên hợp bằng phần mềm ANSYS

4 Phân tích dao động cho dầm; so sánh và đánh giá kết quả giữa mô hình và thực nghiệm

5 Ứng dụng 3 phương pháp để chẩn đoán hư hỏng cho dầm Từ đó, phân tích và đánh giá kết quả chẩn đoán cho từng phương pháp

6 Đưa ra các kết luận và kiến nghị

Trang 13

• Frequency change - based damage detection method;

• Modal assurance criterion;

• Modal strain energy - based damage detection method

3 Simulating experimental composite beams by using ANSYS software

4 Analysing vibrations for beams; then comparing and evaluating results among models and experiments

5 Applying three methods to detect damaged beams Then, analysing and evaluating the detection results of each method

6 Presenting conclusion and recommendations for further studies

Trang 14

xii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Kết quả so sánh tần số từ mô hình ANSYS và mô hình ABAQUS của Szumigala và cộng sự (2018) với thực nghiệm 29Bảng 4.2 Các trường hợp hư hỏng ứng với vị trí và mức độ hư hỏng 32Bảng 4.3 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 một vị trí vùng bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 - (Hz) 38Bảng 4.4 Giá trị M.A.C cho mô hình dầm liên hợp thép – bê tông chưa hư hỏng 48Bảng 4.5 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 49Bảng 4.6 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 25% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 49Bảng 4.7 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 50% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 49Bảng 4.8 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 một vị trí vùng bê tông xung quanh neo chống cắt 3, 4 - (Hz) 60Bảng 4.9 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 3, 4 70Bảng 4.10 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 25% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 3, 4 70Bảng 4.11 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 50% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 3, 4 70Bảng 4.12 Kết quả tần số từ mô hình ANSYS và mô hình ABAQUS của tác giả Szumigala và cộng sự (2018) - (Hz) 81Bảng 4.13 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 một vị trí vùng bê tông xung quanh neo chống cắt 21, 22 - (Hz) 83

Trang 15

xiii

Bảng 4.14 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 21, 22 93Bảng 4.15 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 25% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 21, 22 93Bảng 4.16 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 50% – Vị trí bê tông xung quanh neo chống cắt 21, 22 94Bảng 4.17 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 một vị trí vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm - (Hz) 106Bảng 4.18 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bê tông có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2050 mm 116Bảng 4.19 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 25% – Vị trí bê tông có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2050 mm 117Bảng 4.21 Kết quả so sánh tần số từ mô hình dầm liên hợp thép – bê tông hư hỏng bằng ANSYS với mô hình ABAQUS của tác giả Szumigala và cộng sự (2018) - (Hz) 128Bảng 4.22 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 một vị trí vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm - (Hz) 130Bảng 4.23 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bê tông có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 1600 mm 140Bảng 4.26 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 2400 mm - (Hz) 152

Trang 16

xiv

Bảng 4.27 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bản cánh dưới thép I có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm 162Bảng 4.28 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 25% – Vị trí bản cánh dưới thép I có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm 162Bảng 4.30 Kết quả so sánh tần số từ mô hình dầm liên hợp thép – bê tông hư hỏng bằng ANSYS với mô hình ABAQUS của tác giả Szumigala và cộng sự (2018) - (Hz) 173Bảng 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) 175Bảng 4.32 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 10% – Vị trí bản cánh dưới thép I có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm 185Bảng 4.35 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 25% tại vùng bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm lần lượt là 1600 mm và 2050 mm- (Hz) 196Bảng 4.36 Giá trị M.A.C trường hợp hư hỏng 25% – Vị trí bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm lần lượt là 1600 mm và 2050 mm 200Bảng 4.37 Bảng tóm tắt các khả năng chẩn đoán của các phương pháp 205

Trang 17

xv

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Tháp thiên niên kỷ - Vienna (1998, Áo) 4

Hình 2.2 Văn phòng Citibank Duisburg (Đức) 5

Hình 2.3 Diamond Plaza Tower, Tp.HCM (1999), cột liên hợp bọc bê tông (thi công theo công nghệ top – down) 5

Hình 2.4 Vết nứt mặt dưới của tấm sàn bê tông và phần cánh trên bị oằn do mất ổn định cục bộ 6

Hình 2.5 Bản bụng bị oằn do mất ổn định uốn của bản bụng 6

Hình 2.6 Vết nứt hình thành từ bản cánh dưới, lan truyền lên bản bụng và dừng lại ở phần dưới của bản cánh trên do phá hoại mỏi 7

Hình 2.7 Vết nứt nghiêng trong bê tông và hư hỏng neo chịu cắt do phá hoại trượt

7

Hình 2.8 Cảm biến quan trắc dao động (Szumigala và cộng sự 2018) 7

Hình 3.1 Đồ thị phần trăm độ lệch tần số giữa các dạng dao động 14

Hình 3.2 Ma trận số giá trị M A.C tương quan giữa các dạng dao động 15

Hình 3.3 Chia dầm ra làm N d phần tử 18

Hình 3.4 Mô phỏng vị trí hư hỏng bằng phương pháp năng lượng biến dạng 20

Hình 3.5 Phần tử Solid65 của ANSYS 24

Hình 3.6 Phần tử Solid45 của ANSYS 25

Hình 3.7 Phần tử Link180 của ANSYS 25

Hình 4.1 Dầm liên hợp thép – bê tông khảo sát (Szumigala và cộng sự 2018) 26

Hình 4.2 Mô hình phần tử dầm liên hợp thép – bê tông 27

Hình 4.3 Dầm liên hợp thép – bê tông được mô phỏng trên ANSYS19.1 29

Hình 4.4 Dạng dao động uốn thứ nhất (Mode 1) 30

Hình 4.5 Dạng dao động uốn thứ hai (Mode 2) 30

Hình 4.6 Dạng dao động uốn thứ ba (Mode 3) 31

Hình 4.7 Dạng dao động uốn thứ tư (Mode 4) 31

Hình 4.8 Dạng dao động uốn thứ năm (Mode 5) 31

Hình 4.9 Vị trí neo chống cắt 1, 2 cách mép dầm 100 mm 33

Trang 18

xvi

Hình 4.10 Vị trí vùng bê tông hư hỏng xung quanh neo chống cắt 1, 2 (kích thước vùng bê tông hư hỏng xung quanh neo 30x72 mm) 33Hình 4.11 Vị trí neo chống cắt 3, 4 cách mép dầm 250 mm 34Hình 4.12 Vị trí vùng bê tông hư hỏng xung quanh neo chống cắt 3, 4 (kích thước vùng bê tông hư hỏng xung quanh neo 30x72 mm) 34Hình 4.13 Vị trí neo chống cắt 21, 22 cách mép dầm 1600 mm 35Hình 4.14 Vị trí vùng bê tông hư hỏng xung quanh neo chống cắt 21, 22 (kích thước vùng bê tông hư hỏng xung quanh neo 30x72 mm) 35Hình 4.15 Vị trí vùng bê tông hư hỏng cách mép dầm 2050 mm (kích thước vùng bê tông hư hỏng 100x600 mm) 36Hình 4.16 Vị trí vùng bê tông hư hỏng cách mép dầm 1600 mm (kích thước vùng bê tông hư hỏng 100x600 mm) 36Hình 4.17 Vị trí vùng bản cánh dưới thép I hư hỏng, cách mép dầm 2400 mm (kích thước vùng thép bản cánh dưới hư hỏng 100x82 mm) 37Hình 4.18 Vị trí vùng bản cánh dưới thép I hư hỏng, cách mép dầm 1600 mm (kích thước vùng thép bản cánh dưới hư hỏng 100x82 mm) 37Hình 4.19a Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

1, 2 hư hỏng 10% 39Hình 4.19b Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

1, 2 hư hỏng 25% 39Hình 4.19c Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

1, 2 hư hỏng 25% 40Hình 4.20a Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

1, 2 hư hỏng 10% 42

Trang 19

xvii

Hình 4.21b Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

1, 2 hư hỏng 50% 46Hình 4.24a Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 hư hỏng 10% 47Hình 4.24b Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 hư hỏng 25% 47Hình 4.24c Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt 1, 2 hư hỏng 50% 48Hình 4.25a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Mode 1) 50 k

Hình 4.25b Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Mode 1) 51 k

Hình 4.25c Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 50% (Mode 1) 51 k

Hình 4.26a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Mode 2) 52 k

Trang 20

xviii

Hình 4.30a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2+ k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 58Hình 4.30b Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2+ k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 58Hình 4.30c Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 50% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2+ k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 59Hình 4.31a Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

3, 4 hư hỏng 10% 63

Trang 21

xix

Hình 4.33b Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

Trang 22

xx

Hình 4.42a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2+ k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 79Hình 4.42b Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2+ k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 79Hình 4.42c Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 50% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2+ k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 80Hình 4.43 Dạng dao động 4 của tác giả Szumigala và cộng sự (2018) - Trường hợp

hư hỏng neo chống cắt 3, 4 81Hình 4.44 Biểu đồ chẩn đoán vị trí hư hỏng của tác giả Szumigala và cộng sự (2018)

- Trường hợp hư hỏng neo chống cắt 3, 4 82Hình 4.45a Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

21, 22 hư hỏng 25% 85

Trang 23

xxi

Hình 4.46c Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông xung quanh neo chống cắt

Trang 24

xxii

Hình 4.56a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 + k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 102Hình 4.56b Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 102Hình 4.56c Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 50% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 + k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 103Hình 4.57a Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 106Hình 4.57b Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 25% 107Hình 4.57c Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 50% 107Hình 4.58a Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 108Hình 4.58b Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 25% 108

Trang 25

xxiii

Hình 4.58c Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 50% 109Hình 4.59a Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 109Hình 4.59b Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 25% 110Hình 4.59c Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 50% 110Hình 4.60a Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 111Hình 4.60b Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 25% 111Hình 4.60c Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 50% 112Hình 4.61a Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 112Hình 4.61b Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 25% 113Hình 4.61c Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 50% 113Hình 4.62a Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 114Hình 4.62b Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 25% 115Hình 4.62c Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 50% 115Hình 4.63a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Mode 1) 117 k

Trang 26

xxiv

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 126Hình 4.69 Dạng dao động 3 của tác giả Szumigala và cộng sự (2018) - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 128Hình 4.70 Biểu đồ chẩn đoán vị trí hư hỏng của tác giả Szumigala và cộng sự (2018)

- Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 129Hình 4.71a Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10% 130Hình 4.71b Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25% 131

Trang 27

xxv

Hình 4.71c Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50% 131Hình 4.72a Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10% 132Hình 4.72b Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25% 132Hình 4.72c Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50% 133Hình 4.73a Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10% 133Hình 4.73b Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25% 134Hình 4.73c Dạng dao động 3 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50% 134Hình 4.74a Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10% 135Hình 4.74b Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25% 135Hình 4.74c Dạng dao động 4 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50% 136Hình 4.75a Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10% 136Hình 4.75b Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25% 137Hình 4.75c Dạng dao động 5 - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50% 137Hình 4.76a Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 10% 138Hình 4.76b Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 25% 139

Trang 28

xxvi

Hình 4.76c Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 1600 mm hư hỏng 50% 139Hình 4.77a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Mode 1) 141 k

Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 150Hình 4.83a Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 10% 152Hình 4.83b Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 25% 153

Trang 29

xxvii

Hình 4.83c Dạng dao động 1 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 50% 153Hình 4.84a Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 25% 154Hình 4.84c Dạng dao động 2 - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100

mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 50% 159Hình 4.88a Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 10% 160Hình 4.88b Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 25% 160

Trang 30

xxviii

Hình 4.88c Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm hư hỏng 50% 161Hình 4.89a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Mode 1) 163 k

Hình 4.94a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% ( Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 170Hình 4.94b Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% ( Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 171Hình 4.94c Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 50% ( Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 171Hình 4.95 Dạng dao động 3 của tác giả Szumigala và cộng sự (2018) - Trường hợp vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2050 mm hư hỏng 10% 173

Trang 31

xxix

Hình 4.96 Biểu đồ chẩn đoán vị trí hư hỏng của tác giả Szumigala và cộng sự (2018)

- Trường hợp vùng bản cánh dưới thép I có bề rộng 100 mm, cách mép dầm 2400 mm

hư hỏng 10% 174Hình 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 50% 179Hình 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% 180Hình 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% 180Hình 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% 181Hình 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% 181

Trang 32

xxx

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% 182Hình 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% 182Hình 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% 183Hình 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% 183Hình 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% 184Hình 4.103a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Mode 1) 186 k

Hình 4.108a Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 10% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 193

Trang 33

xxxi

Hình 4.108b Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 194Hình 4.108c Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 50% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 194Hình 4.109 Dạng dao động 1 - Trường hợp bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm lần lượt là 1600 mm và 2050 mm hư hỏng 25% 196Hình 4.110 Dạng dao động 2 - Trường hợp bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có

bề rộng 100 mm, cách mép dầm lần lượt là 1600 mm và 2050 mm hư hỏng 25% 198Hình 4.114 Phần trăm độ lệch tần số - Trường hợp bản cánh dưới thép I và vùng bê tông có bề rộng 100 mm, cách mép dầm lần lượt là 1600 mm và 2050 mm hư hỏng 25% 199Hình 4.115 Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Mode 1) 200 k

Hình 4.116 Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Mode 2) 201 k

Hình 4.120 Biểu đồ chỉ số hư hỏng Z – Hư hỏng 25% (Kết hợp Mode 1 + Mode 2 k

+ Mode 3 + Mode 4 + Mode 5) 203

Trang 34

xxxii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DE Differential Evolution: Tiến hóa khác biệt

DLE Damage Locating Vector: Véc – tơ định vị hư hỏng

M.A.C Modal Assurance Criterion: Phương pháp thay đổi dạng dao động

PTHH Phần tử hữu hạn

SEM Strain Energy Method: Phương pháp năng lượng biến dạng

SHM Structural Health Monitoring: Theo dõi và chẩn đoán kết cấu

Trang 35

xxxiii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU

f : tần số dao động riêng của dầm liên hợp thép – bê tông chưa hư hỏng, Hz

f : tần số dao động riêng của dầm liên hợp thép – bê tông có hư hỏng, Hz

 : dạng dạo động thứ i của dầm liên hợp thép – bê tông có hư hỏng

EI : độ cứng chống uốn của dầm liên hợp thép – bê tông chưa hư hỏng

j

v

: chuyển vị theo phương thẳng đứng ở phần tử thứ j

L, l : chiều dài dầm liên hợp thép – bê tông

ij

U : năng lượng đàn hồi biến dạng ở dạng dao động thứ i phần tử, j của dầm liên

hợp thép – bê tông chưa hư hỏng

ij

U : năng lượng đàn hồi biến dạng ở dạng dao động thứ i phần tử, j của dầm liên

hợp thép – bê tông có hư hỏng

Trang 36

tế rất cao Vì vậy, việc lựa chọn giải pháp kiến trúc, kết cấu là một vấn đề lớn đặt ra cho ngành thiết kế xây dựng Trong một số trường hợp, giải pháp sử dụng kết cấu bê tông cốt thép truyền thống có thể không đáp ứng được yêu cầu Cùng với sự phát triển của thép và bê tông cường độ cao thì việc sử dụng kết cấu liên hợp thép - bê tông đã đáp ứng được các yêu cầu đặt ra trong ngành xây dựng Ngày nay, kết cấu liên hợp thép – bê tông được sử dụng rộng rãi trong kết cấu hiện đại và đã thể hiện được những ưu điểm trong quá trình sử dụng Có các kết cấu luôn đúng với thiết kế ban đầu, nhưng cũng có trường hợp kết cấu lại khác đi so với thiết kế, một phần là

do sự sai lệch trong quá trình thi công, mặc khác là do yếu tố tự nhiên bất ngờ như gió bão hay tác động của những lực động học khác, sự sai lệch đó dẫn đến những

hư hỏng kết cấu của công trình Do đó, ngoài công tác xây dựng cơ bản cũng phải có

sự theo dõi, bảo trì liên tục các kết cấu của công trình

Việc theo dõi để chẩn đoán và phát hiện sớm những bất thường trên kết cấu của công trình là điều thuận lợi để giúp chúng ta có thời gian sửa chữa, hay thay thế những kết cấu bị hư hỏng, hạn chế mức thấp nhất hậu quả có thể xảy ra Có nhiều phương pháp đánh giá phát hiện hư hỏng trên kết cấu như: phương pháp thí nghiệm phá hủy và phương pháp không phá hủy Phương pháp thí nghiệm phá hủy là phương pháp áp dụng trong các phòng thí nghiệm, tạo các kết cấu giống thực tế và thực hiện các tác động trực tiếp lên kết cấu đó như gia tải, kéo, nén đến khi kết cấu bị phá hoại… Phương pháp không phá hủy là phương pháp tiến hành mô hình các kết cấu như thực tế bằng các phần mềm phần tử hữu hạn, để hạn chế chi phí và thời gian tạo mẫu Trong phương pháp không phá hủy ta cũng phân ra nhiều phương pháp để đánh giá: như phương pháp động, chỉ dựa vào các đặc trưng dao động (Vibration

Trang 37

2

Characteristics) Adams và cộng sự (1978), Adams và Cawley (1979), Sato (1983) và Yuen (1985), hay sử dụng các đặc trưng dao động của kết cấu kết hợp với thuật toán như thuật toán phân tích sóng (Wavelet Analysis- Nguyễn và cộng sự 2013) … Các nhà khoa học đã sử dụng tần số tự nhiên của dao động dầm để tiến hành các phương pháp chẩn đoán trên kết cấu

Ngày nay cùng với việc ứng dụng kỹ thuật vào tính toán, các kết quả của việc chẩn đoán không phá hủy ngày càng nhanh và chính xác, như dựa vào kỹ thuật truyền tin (Wireless Network) ta có thể theo dõi hoạt động động lực học của kết cấu, mà không cần trực tiếp ở công trình, khi cần đánh giá một kết cấu, chỉ cần có tính hiệu đầu vào thu được từ các cảm biến dao động về tần số dao động riêng, gia tốc hay chuyển vị… Do đó có thể theo dõi để chẩn đoán kết cấu đang làm việc tốt hay xấu trong điều kiện môi trường thực tế, và có những hành động kịp thời khi có tình huống xấu xảy ra

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu

• Chẩn đoán hư hỏng cho dầm liên hợp thép – bê tông sử dụng các đặc trưng dao động;

• Xây dựng mô hình PTHH cho dầm liên hợp thép – bê tông giống với thực tế bằng phần mềm ANSYS;

• Đánh giá, so sánh các phương pháp chẩn đoán hư hỏng cho dầm liên hợp thép – bê tông nhịp giản đơn dựa trên kết quả phân tích dao động Từ đó kiến nghị phương pháp chẩn đoán hư hỏng phù hợp cho dầm liên hợp thép – bê tông

1.2.2 Nội dung nghiên cứu

• Tiến hành mô phỏng dầm liên hợp thép – bê tông nhịp giản đơn giống với thực tế bằng phần mềm ANSYS Mô hình sẽ được mô phỏng các hư hỏng khác nhau về độ lớn cũng như vị trí Từ đó, các đặc trưng dao động của mô hình chưa hư hỏng và mô hình hư hỏng được xác định;

Trang 38

1.3 TÍNH CẦN THIẾT VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU

Đã có rất nhiều nghiên cứu ngoài nước và trong nước về lĩnh vực theo dõi, chẩn đoán hư hỏng trên các kết cấu dựa vào kết quả phân tích dao động Về kết cấu liên hợp thép – bê tông, việc chẩn đoán hư hỏng thì cũng đã được nghiên cứu ngoài nước rất nhiều nhưng trong nước thì vẫn còn hạn chế Do đó luận văn này tiến hành chẩn đoán hư hỏng cho dầm liên hợp thép – bê tông sử dụng các đặc trưng dao động Trong luận văn thực hiện mô hình PTHH cho dầm liên hợp thép – bê tông: mô hình bằng phần tử khối trong không gian ba chiều Mô hình sẽ được mô phỏng các

hư hỏng khác nhau về độ lớn cũng như vị trí Ứng dụng 3 phương pháp chẩn đoán

hư hỏng, từ đó xem xét xem phương pháp nào là phù hợp đối với việc chẩn đoán hư hỏng trên dầm liên hơp thép – bê tông

1.4 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Cấu trúc luận văn gồm có 5 chương:

• Chương 1 Giới thiệu: giới thiệu sơ lược về đề tài, mục tiêu luận văn, cấu trúc luận văn;

• Chương 2 Tổng quan: trình bày tình hình nghiên cứu ngoài nước, tình hình nghiên cứu trong nước và chỉ ra những vấn đề mà luận văn cần tập trung giải quyết;

• Chương 3 Cơ sở lý thuyết: trình bày cơ sở lý thuyết của các phương pháp dùng trong chẩn đoán hư hỏng;

• Chương 4 Các bài toán ứng dụng: giới thiệu các bài toán ứng dụng và kết quả của bài toán khi ứng dụng các phương pháp chẩn đoán;

• Chương 5 Kết luận và kiến nghị: nêu các kết luận và hướng phát triển của đề tài

Trang 39

202 m sử dụng dầm sàn cột liên hợp (Hình 2.1), văn phòng Citibank Duisburg 15 tầng ở Đức (1998) cao 72m sử dụng cột sàn liên hợp (Hình 2.2), tòa nhà Diamond Plaza 21 tầng ở Tp.HCM (1999) sử dụng cột liên hợp (Hình 2.3), tòa nhà Bitexco

Financial 68 tầng ở Tp.HCM (2011) cao 258 m ở phần 6 tầng cũng sử dụng dầm sàn liên hợp, công trình Marketing Center ở Hà nội sử dụng dầm sàn liên hợp, công ty xuất nhập khẩu Hồng Hà 109 đường Trường Chinh ở Hà Nội sử dụng sàn liên hợp

Trang 40

5

Tóm tắt công trình:

Số tầng: 15 tầng

Diện tích xây dựng: 14.500 m2 Chiều cao : 72 m

Năm xây dựng : tháng 5/1998 Kết cấu: cột, sàn liên hợp

Hình 2.2 Văn phòng Citibank Duisburg (Đức)

Hình 2.3 Diamond Plaza Tower, Tp.HCM (1999), cột liên hợp bọc bê tông

(thi công theo công nghệ top – down)

Định dạng
Số trang	247
Dung lượng	4,36 MB