Khảo sát hư hỏng kết cấu dầm với các điều kiện biên khác nhau bằng phương pháp năng lượng biến dạng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.19 MB, 270 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
THIỀU HÀ KHÁNH DUY
KHẢO SÁT HƯ HỎNG KẾT CẤU DẦM VỚI CÁC
ĐIỀU KIỆN BIÊN KHÁC NHAU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG
Chun ngành
:
Xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp
Mã số ngành
:
605820
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014
Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Tp.HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. HỒ ĐỨC DUY ................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG.....................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. BÙI CÔNG THÀNH .....................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Tp.HCM
ngày 30 tháng 8 năm 2014
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. CHU QUỐC THẮNG ...................................................
2. PGS.TS. BÙI CÔNG THÀNH.....................................................
3. PGS.TS. NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG.....................................
4. PGS.TS. NGÔ HỮU CƯỜNG .....................................................
5. TS. HỒ ĐỨC DUY ......................................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã đư ợc sữa chữa.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƯỞNG KHOA
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Thiều Hà Khánh Duy
MSHV: 10210213
Ngày, tháng, năm sinh: 20/02/1986
Nơi sinh: Vĩnh Long
Chun ngành: Xây dựng cơng trình DD & CN
Mã số ngành: 605820
I.
TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HƯ HỎNG KẾT CẤU DẦM VỚI CÁC ĐIỀU
KIỆN BIÊN KHÁC NHAU BẰNG PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG BIẾN
DẠNG.
Khảo sát hư hỏng của kết cấu dầm với các điều kiện biên khác nhau bằng phương
pháp năng lượng biến dạng:
(1) Giới thiệu phương pháp năng lượng biến dạng trong chẩn đoán hư hỏng của
kết cấu dầm.
(2) Trình bày các tính tốn với từng điều kiện biên của dầm trong phương pháp
năng lượng biến dạng.
(3) Phân tích và đánh giá kết quả các bài tốn ứng dụng.
(4) Kết luận và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/8/2013
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/6/2014
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. HỒ ĐỨC DUY
Tp.HCM, ngày 20 tháng 6 năm 2014
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGÀNH
TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XẬY DỰNG
i
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lịng biết ơn đối cha và mẹ tơi, những người
đã cho tôi cuộc sống này và luôn là chỗ dựa cho tơi vào những lúc gặp khó khăn.
Thứ hai, tơi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Hồ Đức Duy, người
Thầy đã quan tâm và nhiệt tình hướng dẫn tôi rất nhiều từ lúc bắt đầu đi vào con
đường nghiên cứu khoa học. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến những Thầy Cô
đã giảng dạy trong thời gian tôi được học tập tại trường Đại học Bách khoa, Đại học
Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. Sự nhiệt tâm trong quá trình giảng dạy của các
quý Thầy Cô đã mang đến cho tôi những cơ sở kiến thức khoa học trong chuyên
ngành mà tôi quan tâm.
Ngồi ra, dù chưa được gặp mặt nhưng tơi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến
Giáo sư Jeong Tae Kim, Đại học Quốc gia Pukyong, Hàn Quốc, một trong những tác
giả đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học về đề tài chẩn đoán hư hỏng của kết
cấu trong thời gian gần đây. Những đóng góp rất tích cực của ông cũng như nhiều
nhà nghiên cứu khác trong lĩnh vực này đã cung cấp những thông tin, hiểu biết cơ
bản cho tơi có thể tiếp bước, để thực hiện đề tài nghiên cứu của mình.
Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn bè, đồng nghiệp, những người
đã hỗ trợ cho tôi về rất nhiều mặt trong q trình tơi thực hiện luận văn này.
Trân trọng.
ii
TÓM TẮT
Phương pháp năng lượng biến dạng là một trong các phương pháp chẩn đoán
hư hỏng dựa vào kết quả theo dõi dao động kết cấu. Hư hỏng xảy ra trên kết cấu sẽ
gây ra thay đổi về thuộc tính vật lý của hệ như độ cứng, khối lượng, tính cản,.v.v…
Từ đó sẽ dẫn đến sự thay đổi ở các dạng dao động cũng như độ cong mode-shape.
Phương pháp này sử dụng hai thông số dao động là tần số và mode-shape. Đây là một
trong những phương pháp theo dõi và chẩn đoán hư hỏng kết cấu theo hướng cảnh
báo hư hỏng cục bộ. Dựa vào chỉ số hư hỏng cho từng vị trí trên kết cấu, được tính
tốn qua các thuật tốn của phương pháp, các vị trí có khả năng xảy ra hư hỏng sẽ
được cảnh báo. Luận văn sẽ trình bày việc khảo sát hư hỏng của kết cấu dầm bằng
phương pháp năng lượng biến dạng. Vấn đề được đưa ra nghiên cứu, giải quyết là
việc tính toán độ cong tại các điểm biên trên kết cấu dầm theo các điều kiện biên khác
nhau. Các bài toán số để kiểm chứng trong quá trình nghiên cứu sẽ được trình bày
trong luận văn. Ngồi ra, một hệ thống lựa chọn số vị trí để theo dõi dao động và chẩn
đoán hư hỏng trên kết cấu dầm cũng được đề xuất. Cuối cùng, là những nhận xét về
ảnh hưởng của điều kiện biên và các yếu tố chi phối khác đến kết quả chẩn đoán hư
hỏng kết cấu bằng phương pháp năng lượng biến dạng.
iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng luận văn này do chính tơi thực hiện dưới sự hướng dẫn
khoa học của thầy TS. Hồ Đức Duy.
Thiều Hà Khánh Duy
Tháng 6 năm 2014
iv
MỤC LỤC
Tiêu đề................................................................................................................. Trang
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................II
TÓM TẮT.......................................................................................................................... III
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................. IV
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .............................................................................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................................17
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...............................................................................19
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ...........................................................................................22
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..............................................................................................23
1.1.
ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................23
1.2.
MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.....................................................30
1.3.
CẤU TRÚC LUẬN VĂN .....................................................................................31
CHƯƠNG 2. THEO DÕI VÀ CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG KẾT CẤU TỪ KẾT QUẢ
PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG ................................................................................................33
2.1.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ...............................................................................33
2.1.1. TRÊN THẾ GIỚI .....................................................................................................33
2.1.1.1. Các nghiên cứu về sự thay đổi tần số đối với hư hỏng của kết cấu ...........35
2.1.1.2. Các nghiên cứu về sự thay đổi mode-shape đối với hư hỏng của kết cấu .40
2.1.1.3. Các nghiên cứu về sự thay đổi năng lượng biến dạng của mode-shape đối
với hư hỏng của kết cấu ..............................................................................................41
2.1.1.4. Các nghiên cứu tổng quan..........................................................................43
2.1.2. TẠI VIỆT NAM .....................................................................................................43
2.1.3. TÍNH CẦN THIẾT CỦA NGHIÊN CỨU: .....................................................................45
2.2.
CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG KẾT CẤU TỪ KẾT QUẢ
PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG ................................................................................................46
2.2.1. PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN SỰ THAY ĐỔI TẦN SỐ ...................................................46
2.2.1.1. Nhận xét về phương pháp ..........................................................................46
2.2.1.2. Công thức đánh giá ....................................................................................46
2.2.2. PHƯƠNG PHÁP DỰA VÀO SỰ THAY ĐỔI ĐỘ CONG MODE-SHAPE (CURVATURE
MODE-SHAPE) ...................................................................................................................47
2.2.2.1. Nhận xét về phương pháp ..........................................................................47
2.2.2.2. Công thức đánh giá ....................................................................................47
2.2.3. PHƯƠNG PHÁP M.A.C. (MODAL ASSURANCE CRITERION) ..................................48
2.2.3.1. Nhận xét về phương pháp ..........................................................................48
2.2.3.2. Công thức đánh giá ....................................................................................50
2.2.4. PHƯƠNG PHÁP DỰA VÀO SỰ THAY ĐỔI CỦA NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG CỦA DẠNG
DAO ĐỘNG – PHƯƠNG PHÁP MSE .....................................................................................51
2.2.4.1. Nhận xét về phương pháp ..........................................................................51
2.2.4.2. Công thức đánh giá ....................................................................................51
1
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG ....................................59
3.1.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................................59
3.1.1. PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TỰ DO KHƠNG CẢN CỦA HỆ NHIỀU BẬC TỰ DO ..................59
3.1.2. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CỦA PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG ...................63
3.1.3. TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ BIỂU ĐỒ CHỈ SỐ HƯ HỎNG VỀ KHẢ NĂNG CHẨN ĐỐN ĐỐI
VỚI MỘT VỊ TRÍ HƯ HỎNG CỤ THỂ ......................................................................................67
3.1.4. LƯU ĐỒ LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG ĐIỂM CHUYỂN VỊ MODE-SHAPE ĐỐI VỚI TỪNG LOẠI
ĐIỀU KIỆN BIÊN CỦA DẦM .................................................................................................70
3.1.5. MƠ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN................................................................................73
3.1.6. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐ N .................................................................................75
3.2.
LƯU ĐỒ TÍNH TỐN.........................................................................................76
CHƯƠNG 4. CÁC BÀI TOÁN ÁP DỤNG......................................................................80
4.1.
BÀI TOÁN 1: KHẢO SÁT HƯ HỎNG CỦA KẾT CẤU DẦM ĐƠN GIẢN
VÀ DẦM LIÊN TỤC HAI NHỊP .....................................................................................80
4.1.1. THIẾT LẬP BÀI TỐN ............................................................................................80
4.1.1.1. Bài tốn dầm đơn giản ...............................................................................81
4.1.1.2. Bài toán dầm liên tục hai nhịp ...................................................................85
4.1.2. KẾT QUẢ CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG...........................................................................91
4.1.2.1. Bài tốn dầm đơn giản ...............................................................................93
BT.1(1) – Dầm đơn giản - Biểu đồ chuyển vị mode-shape ........................................93
BT.1(1) – Dầm đơn giản - Biểu đồ độ cong mode-shape ...........................................94
BT.1(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí...............................96
BT.1(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí...............................98
BT.1(3) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí...............................99
BT.1(4) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí.............................100
BT.1(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí.............................101
BT.1(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí.............................103
BT.1(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí.............................104
4.1.2.2. Bài tốn dầm liên tục hai nhịp .................................................................108
BT.1(8) – Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ chuyển vị mode-shape ..........................108
BT.1(8) – Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ độ cong mode-shape .............................109
BT.1(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí.................111
BT.1(9) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí.................113
BT.1(10) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí...............114
BT.1(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị trí...............116
BT.1(12) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị trí...............118
BT.1(13) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị trí...............120
BT.1(14) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị trí...............122
BT.1(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị trí...............124
BT.1(16) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị trí...............126
BT.1(17) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị trí...............128
BT.1(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị trí...............130
2
BT.1(19) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị trí...............132
BT.1(20) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 3 vị trí...............134
BT.1(21) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị trí...............136
BT.1(22) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị trí...............138
4.1.3. PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ.....................................................................142
4.1.3.1. Bài toán dầm đơn giản .............................................................................142
4.1.3.2. Bài toán dầm liên tục hai nhịp .................................................................145
4.2.
BÀI TOÁN 2: KHẢO SÁT HƯ HỎNG CỦA KẾT CẤU DẦM HAI ĐẦU
NGÀM VÀ DẦM CONSOLE.........................................................................................148
4.2.1 THIẾT LẬP BÀI TỐN ..........................................................................................148
4.2.1.1. Bài tốn dầm hai đầu ngàm......................................................................149
4.2.1.2. Bài toán dầm console ...............................................................................155
4.2.2 KẾT QUẢ CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG.........................................................................158
4.2.2.1. Bài tốn dầm hai đầu ngàm......................................................................160
BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ chuyển vị mode-shape ...............................160
BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ độ cong mode -shape ..................................161
BT.2(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí .....................163
BT.2(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí .....................165
BT.2(3) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí .....................166
BT.2(4) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí .....................168
BT.2(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí .....................170
BT.2(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí .....................172
BT.2(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí .....................174
BT.2(8) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí .....................176
BT.2(9) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí .....................178
BT.2(10) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí ...................180
BT.2(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí ...................182
BT.2(12) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí ...................184
BT.2(13) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí ...................186
BT.2(14) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí ...................188
BT.2(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 4 vị trí ...................190
4.2.2.2. Bài tốn dầm console ...............................................................................194
BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ chuyển vị mode -shape.......................................194
BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode -shape..........................................195
BT.2(16) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí ............................200
BT.2(17) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí ............................201
BT.2(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí ............................202
BT.2(19) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí ............................204
BT.2(20) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí ............................205
4.2.3 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ.....................................................................208
4.2.3.1. Bài tốn dầm hai đầu ngàm......................................................................208
4.2.3.2. Bài toán dầm console ...............................................................................210
3
4.3.
BÀI TOÁN 3: KHẢO SÁT HƯ HỎNG CỦA KẾT CẤU DẦM HAI ĐẦU
NGÀM VỚI KẾT QUẢ ĐƯỢC KIỂM CHỨNG VỚI THỰC NGHIỆM ..................212
4.3.1 THIẾT LẬP BÀI TOÁN ..........................................................................................212
4.3.2 KẾT QUẢ CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG.........................................................................217
BT.3 - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí..........................218
4.3.3 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ.....................................................................220
4.4.
BÀI TỐN 4: KHẢO SÁT HƯ HỎNG CỦA KẾT CẤU DẦM CONSOLE
VỚI KẾT QUẢ ĐƯỢC KIỂM CHỨNG VỚI THỰC NGHIỆM................................221
4.4.1 THIẾT LẬP BÀI TOÁN ..........................................................................................221
4.4.2 KẾT QUẢ CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG.........................................................................232
BT.4(1) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí ..............................233
BT.4(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí ..............................234
BT.4(3) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí ..............................236
BT.4(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí ..............................237
BT.4(5) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí ..............................239
BT.4(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí ..............................240
4.4.3 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ.....................................................................243
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................244
5.1 KẾT LUẬN ..............................................................................................................244
5.2 KIẾN NGHỊ.............................................................................................................246
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................247
PHỤ LỤC..........................................................................................................................252
PL.1 NỘI DUNG CÁC FILE LẬP TRÌNH MATLAB ............................................252
PL.2 NỘI DUNG FILE LẬP TRÌNH MATLAB [SPLINE.M] ...............................254
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG.............................................................................................264
4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình vẽ ................................................................................................................ Trang
Hình 1. 1. Cầu Martin Olav Sabo, Thành phố Minneapolis, Hoa Kỳ (2012) ...........24
Hình 1. 2. Cầu Martin Olav Sabo, hư hỏng tại vị trí liên kết cáp – trụ (1) ...............25
Hình 1. 3. Cầu Martin Olav Sabo, hư hỏng tại vị trí liên kết cáp – trụ (2) ...............25
Hình 1. 4. Cầu Martin Olav Sabo, hư hỏng tại vị trí liên kết cáp – trụ (3) ...............26
Hình 1. 5. Cầu Hwamyeong Grand, nối giữa Busan và Gyeongnam, Hàn Quốc .....26
Hình 1. 6. Cầu Hwamyeong Grand-Hệ thống SHM bằng mạng cảm biến không dây
...................................................................................................................................27
Hình 1. 7. Khai triển hệ thống SHM cáp văng trên cầu Hwamyeong Grand ...........28
Hình 1. 8. Sụp đỗ của cột ăng-ten tự đứng cao 150 m tại Quảng Bình (2013).........28
Hình 2. 1. Kết cấu dầm với hư hỏng được đại diện bởi lị xo có độ cứng Kx ...........36
Hình 2. 2. Đồ thị xác định vị trí hư hỏng trên một thanh thẳng dựa vào sự thay đổi
tần số của các mode-shape. .......................................................................................37
Hình 2. 3. Đồ thị xác định vị trí hư hỏng trên một thanh thẳng dựa vào tỉ số độ giảm
tần số giữa các mode-shape.......................................................................................38
Hình 2. 4. Biểu đồ minh họa về thay đổi độ cong mode-shape 1 tại vị trí hư hỏng
của dầm console ........................................................................................................48
Hình 2. 5. Đồ thị 2-D cho trình diễn giá trị M.A.C...................................................49
Hình 2. 6. Đ ồ thị 3-D cho trình diễn giá trị M.A.C...................................................49
Hình 2. 7. Mơ hình hư h ỏng của dầm khi thiết lập phương pháp MSE....................52
Hình 2. 8. Minh họa về năng lượng biến dạng của dạng dao động ..........................53
Hình 2. 9. Minh họa biểu đồ chỉ số hư hỏng của mode-shape 1 (dầm đơn giản) .....58
Hình 3. 1. Minh họa độ cong mode-shape tại các nút phần tử giữa .........................64
Hình 3. 2. Chuyển vị mode-shape tại điểm cận biên ảo của dầm hai đầu ngàm ......64
Hình 3. 3. Ví dụ về tỉ lệ chẩn đốn vùng hư hỏng ....................................................67
Hình 3. 4. Lưu đồ tính tốn của phương pháp năng lượng biến dạng ......................76
Hình 4. 1. Xử lí độ cong tại điểm biên của dầm đơn giản và dầm liên tục hai nhịp.80
Hình 4. 2. Mơ hình dầm đơn giản, 192 phần tử, chưa hư hỏng ................................81
Hình 4. 3. Mơ hình dầm đơn giản, 200 phần tử, chưa hư hỏng ................................81
Hình 4. 4. Mơ hình dầm đơn giản, 192 phần tử, hư hỏng tại 3 vị trí. .......................82
Hình 4. 5. Mơ hình dầm đơn giản, 200 phần tử, hư hỏng tại 3 vị trí. .......................83
Hình 4. 6. Mơ hình dầm đơn giản, 192 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí. .......................83
5
Hình 4. 7. Mơ hình dầm đơn giản, 200 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí. .......................84
Hình 4. 8. Mơ hình dầm liên tục hai nhịp, 400 phần tử, chưa hư hỏng. ...................86
Hình 4. 9. Mơ hình dầm liên tục hai nhịp, 400 phần tử, hư hỏng tại 7 vị trí. ...........87
Hình 4. 10. Mơ hình dầm liên tục hai nhịp, 400 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí. .........88
Hình 4. 11: BT.1(1) - Dầm đơn giản - Biểu đồ chuyển vị mode-shape 1.................93
Hình 4. 12: BT.1(1) - Dầm đơn giản - Biểu đồ chuyển vị mode-shape 2.................93
Hình 4. 13: BT.1(1) - Dầm đơn giản - Biểu đồ chuyển vị mode-shape 3.................94
Hình 4. 14: BT.1(1) - Dầm đơn giản - Biểu đồ độ cong mode-shape 1....................94
Hình 4. 15: BT.1(1) - Dầm đơn giản - Biểu đồ độ cong mode-shape 2....................95
Hình 4. 16: BT.1(1) - Dầm đơn giản - Biểu đồ độ cong mode-shape 3....................95
Hình 4. 17: BT.1(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, modeshape 1 (MS 1) ..........................................................................................................96
Hình 4. 18: BT.1(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS 2
...................................................................................................................................96
Hình 4. 19: BT.1(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS 3
...................................................................................................................................97
Hình 4. 20: BT.1(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS
(1+2+3)......................................................................................................................97
Hình 4. 21: BT.1(2) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS 1
...................................................................................................................................98
Hình 4. 22: BT.1(2) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS 2
...................................................................................................................................98
Hình 4. 23: BT.1(3) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS 1
...................................................................................................................................99
Hình 4. 24: BT.1(3) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS 2
...................................................................................................................................99
Hình 4. 25: BT.1(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 3 vị trí, MS
(1+2) ........................................................................................................................100
Hình 4. 26: BT.1(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................100
Hình 4. 27: BT.1(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................101
Hình 4. 28: BT.1(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................101
Hình 4. 29: BT.1(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................102
Hình 4. 30: BT.1(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 1 vị trí, MS
(1+2) ........................................................................................................................102
6
Hình 4. 31: BT.1(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................103
Hình 4. 32: BT.1(6) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................103
Hình 4. 33: BT.1(6) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí, MS
(1+2) ........................................................................................................................104
Hình 4. 34: BT.1(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................104
Hình 4. 35: BT.1(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................105
Hình 4. 36: BT.1(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm đơn giản, hư hỏng tại 2 vị trí, MS
(1+2) ........................................................................................................................105
Hình 4. 37: BT.1(8) - Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ chuyển vị mode-shape 1...108
Hình 4. 38: BT.1(8) - Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ chuyển vị mode-shape 2...108
Hình 4. 39: BT.1(8) - Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ chuyển vị mode-shape 3...109
Hình 4. 40: BT.1 - Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ độ cong mode -shape 1 ..........109
Hình 4. 41: BT.1 - Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ độ cong mode -shape 2 ..........110
Hình 4. 42: BT.1 - Dầm liên tục hai nhịp - Biểu đồ độ cong mode-shape 3 ..........110
Hình 4. 43: BT.1(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................111
Hình 4. 44: BT.1(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................111
Hình 4. 45: BT.1(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................112
Hình 4. 46: BT.1(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................112
Hình 4. 47: BT.1(9) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................113
Hình 4. 48: BT.1(9) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................113
Hình 4. 49: BT.1(9) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................114
Hình 4. 50: BT.1(10) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị
trí, MS 1...................................................................................................................114
Hình 4. 51: BT.1(10) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị
trí, MS 2...................................................................................................................115
Hình 4. 52: BT.1(10) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị
trí, MS 3...................................................................................................................115
7
Hình 4. 53: BT.1(10) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 7 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................116
Hình 4. 54: BT.1(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 1...................................................................................................................116
Hình 4. 55: BT.1(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 2...................................................................................................................117
Hình 4. 56: BT.1(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 3...................................................................................................................117
Hình 4. 57: BT.1(12) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 1...................................................................................................................118
Hình 4. 58: BT.1(12) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 2...................................................................................................................118
Hình 4. 59: BT.1(12) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 3...................................................................................................................119
Hình 4. 60: BT.1(12) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................119
Hình 4. 61: BT.1(13) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 1...................................................................................................................120
Hình 4. 62: BT.1(13) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 2...................................................................................................................120
Hình 4. 63: BT.1(13) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 3...................................................................................................................121
Hình 4. 64: BT.1(13) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................121
Hình 4. 65: BT.1(14) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 1...................................................................................................................122
Hình 4. 66: BT.1(14) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 2...................................................................................................................122
Hình 4. 67: BT.1(14) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 3...................................................................................................................123
Hình 4. 68: BT.1(14) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................123
Hình 4. 69: BT.1(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 1...................................................................................................................124
Hình 4. 70: BT.1(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 2...................................................................................................................124
Hình 4. 71: BT.1(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS 3...................................................................................................................125
8
Hình 4. 72: BT.1(15) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 1 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................125
Hình 4. 73: BT.1(16) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 1...................................................................................................................126
Hình 4. 74: BT.1(16) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 2...................................................................................................................126
Hình 4. 75: BT.1(16) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 3...................................................................................................................127
Hình 4. 76: BT.1(16) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................127
Hình 4. 77: BT.1(17) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 1...................................................................................................................128
Hình 4. 78: BT.1(17) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 2...................................................................................................................128
Hình 4. 79: BT.1(17) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 3...................................................................................................................129
Hình 4. 80: BT.1(17) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................129
Hình 4. 81: BT.1(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 1...................................................................................................................130
Hình 4. 82: BT.1(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 2...................................................................................................................130
Hình 4. 83: BT.1(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 3...................................................................................................................131
Hình 4. 84: BT.1(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................131
Hình 4. 85: BT.1(19) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 1...................................................................................................................132
Hình 4. 86: BT.1(19) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 2...................................................................................................................132
Hình 4. 87: BT.1(19) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS 3...................................................................................................................133
Hình 4. 88: BT.1(19) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 2 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................133
Hình 4. 89: BT.1(20) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 3 vị
trí, MS 1...................................................................................................................134
Hình 4. 90: BT.1(20) - Chẩn đoán hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 3 vị
trí, MS 2...................................................................................................................134
9
Hình 4. 91: BT.1(20) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 3 vị
trí, MS 3...................................................................................................................135
Hình 4. 92: BT.1(20) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 3 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................135
Hình 4. 93: BT.1(21) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS 1...................................................................................................................136
Hình 4. 94: BT.1(21) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS 2...................................................................................................................136
Hình 4. 95: BT.1(21) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS 3...................................................................................................................137
Hình 4. 96: BT.1(21) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................137
Hình 4. 97: BT.1(22) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS 1...................................................................................................................138
Hình 4. 98: BT.1(22) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS 2...................................................................................................................138
Hình 4. 99: BT.1(22) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS 3...................................................................................................................139
Hình 4. 100: BT.1(22) - Chẩn đốn hư hỏng dầm liên tục hai nhịp, hư hỏng tại 6 vị
trí, MS (1+2+3) .......................................................................................................139
Hình 4. 101. Xử lí độ cong tại điểm biên của dầm hai đầu ngàm...........................148
Hình 4. 102. Xử lí độ cong tại điểm biên của dầm console ....................................149
Hình 4. 103. Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, chưa hư hỏng...................150
Hình 4. 104. Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, chưa hư hỏng...................150
Hình 4. 105. Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, hư hỏng tại 5 vị trí...........151
Hình 4. 106. Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 5 vị trí...........151
Hình 4. 107. Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí...........152
Hình 4. 108. Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí...........153
Hình 4. 109. Mơ hình dầm console, 60 phần tử, chưa hư hỏng. .............................156
Hình 4. 110. Mơ hình dầm console, 60 phần tử, hư hỏng tại 2 vị trí. .....................156
Hình 4. 111. Mơ hình dầm console, 60 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí. .....................157
Hình 4. 112: BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ chuyển vị mode -shape MS 1
.................................................................................................................................160
Hình 4. 113: BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ chuyển vị mode-shape MS 2
.................................................................................................................................160
Hình 4. 114: BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ chuyển vị mode-shape MS 3
.................................................................................................................................161
Hình 4. 115: BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 1 .161
Hình 4. 116: BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 2 .162
10
Hình 4. 117: BT.2(1) - Dầm hai đầu ngàm - Biểu đồ độ cong mode -shape MS 3 .162
Hình 4. 118: BT.2(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................163
Hình 4. 119: BT.2(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................163
Hình 4. 120: BT.2(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................164
Hình 4. 121: BT.2(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................164
Hình 4. 122: BT.2(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................165
Hình 4. 123: BT.2(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................165
Hình 4. 124: BT.2(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................166
Hình 4. 125: BT.2(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................166
Hình 4. 126: BT.2(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................167
Hình 4. 127: BT.2(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................167
Hình 4. 128: BT.2(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 5 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................168
Hình 4. 129: BT.2(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................168
Hình 4. 130: BT.2(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................169
Hình 4. 131: BT.2(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................169
Hình 4. 132: BT.2(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................170
Hình 4. 133: BT.2(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................170
Hình 4. 134: BT.2(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................171
Hình 4. 135: BT.2(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................171
Hình 4. 136: BT.2(6) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................172
11
Hình 4. 137: BT.2(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................172
Hình 4. 138: BT.2(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................173
Hình 4. 139: BT.2(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................173
Hình 4. 140: BT.2(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................174
Hình 4. 141: BT.2(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................174
Hình 4. 142: BT.2(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................175
Hình 4. 143: BT.2(7) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................175
Hình 4. 144: BT.2(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................176
Hình 4. 145: BT.2(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................176
Hình 4. 146: BT.2(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................177
Hình 4. 147: BT.2(8) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................177
Hình 4. 148: BT.2(9) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................178
Hình 4. 149: BT.2(9) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................178
Hình 4. 150: BT.2(9) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................179
Hình 4. 151: BT.2(9) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................179
Hình 4. 152: BT.2(10) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................180
Hình 4. 153: BT.2(10) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................180
Hình 4. 154: BT.2(10) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................181
Hình 4. 155: BT.2(10) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................181
12
Hình 4. 156: BT.2(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................182
Hình 4. 157: BT.2(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................182
Hình 4. 158: BT.2(11) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................183
Hình 4. 159: BT.2- Dầm hai đầu ngàm_10m_200E(0.25)-(9.75)_0.5_95 (21), MS
(1+2+3)....................................................................................................................183
Hình 4. 160: BT.2(12) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................184
Hình 4. 161: BT.2(12) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................184
Hình 4. 162: BT.2(12) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................185
Hình 4. 163: BT.2(12) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 2 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................185
Hình 4. 164: BT.2(13) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................186
Hình 4. 165: BT.2(13) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................186
Hình 4. 166: BT.2(13) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................187
Hình 4. 167: BT.2(13) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................187
Hình 4. 168: BT.2(14) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................188
Hình 4. 169: BT.2(14) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................188
Hình 4. 170: BT.2(14) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................189
Hình 4. 171: BT.2(14) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 3 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................189
Hình 4. 172: BT.2(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 4 vị trí,
MS 1 ........................................................................................................................190
Hình 4. 173: BT.2(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 4 vị trí,
MS 2 ........................................................................................................................190
Hình 4. 174: BT.2(15) - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 4 vị trí,
MS 3 ........................................................................................................................191
13
Hình 4. 175: BT.2(15) - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 4 vị trí,
MS (1+2+3).............................................................................................................191
Hình 4. 176: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ chuyển vị mode-shape MS 1......194
Hình 4. 177: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ chuyển vị mode-shape MS 2......194
Hình 4. 178: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 3.........195
Hình 4. 179: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 1.........195
Hình 4. 180: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 1 tại vị trí
hư hỏng 1.................................................................................................................196
Hình 4. 181: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 1 tại vị trí
hư hỏng 2.................................................................................................................196
Hình 4. 182: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 2.........197
Hình 4. 183: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 2 tại vị trí
hư hỏng 1.................................................................................................................197
Hình 4. 184: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 2 tại vị trí
hư hỏng 2.................................................................................................................198
Hình 4. 185: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 3.........198
Hình 4. 186: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 3 tại vị trí
hư hỏng 1.................................................................................................................199
Hình 4. 187: BT.2(16) - Dầm console - Biểu đồ độ cong mode-shape MS 3 tại vị trí
hư hỏng 2.................................................................................................................199
Hình 4. 188: BT.2(16) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................200
Hình 4. 189: BT.2(16) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................200
Hình 4. 190: BT.2(16) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 3
.................................................................................................................................201
Hình 4. 191: BT.2(17) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................201
Hình 4. 192: BT.2(17) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................202
Hình 4. 193: BT.2(18) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................202
Hình 4. 194: BT.2(18) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................203
Hình 4. 195: BT.2(18) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS
(1+2) ........................................................................................................................203
Hình 4. 196: BT.2 - Dầm console_3m_60E(0.1)_0.2_95 (7), MS 1 ......................204
Hình 4. 197: BT.2 - Dầm console_3m_60E(0.1)_0.2_95 (7), MS 2 ......................204
Hình 4. 198: BT.2 - Dầm console_3m_60E(0.1)_0.2_95 (7), MS (1+2) ...............205
14
Hình 4. 199: BT.2 - Dầm console_3m_60E(0.1)-(1.5)_0.2_95 (7), MS 1 .............205
Hình 4. 200: BT.2 - Dầm console_3m_60E(0.1)-(1.5)_0.2_95 (7), MS 2 .............206
Hình 4. 201: BT.2 - Dầm console_3m_60E(0.1)-(1.5)_0.2_95 (7), MS (1+2) ......206
Hình 4. 202: Bài tốn 3 (BT.3) - Mơ tả dầm hai đầu ngàm trong thí nghiệm ........213
Hình 4. 203. BT.3 - Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 20 phần tử, chưa hư hỏng .........214
Hình 4. 204. BT.3 - Mơ hình dầm hai đầu ngàm, 20 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí .214
Hình 4. 205: BT.3 – Mode-shape 1: Uốn quanh trục Oy........................................216
Hình 4. 206: BT.3 – Mode-shape 2: Uốn quanh trục Oy........................................217
Hình 4. 207: BT.3 – Mode-shape 3: Uốn quanh trục Oy........................................217
Hình 4. 208: BT.3 - Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí, MS
1...............................................................................................................................218
Hình 4. 209: BT.3 - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí, MS
2...............................................................................................................................218
Hình 4. 210: BT.3 - Chẩn đốn hư hỏng dầm hai đầu ngàm, hư hỏng tại 1 vị trí, MS
(1+2) ........................................................................................................................219
Hình 4. 211: Bài tốn 4 (BT.4) – Mơ tả dầm console trong thí nghiệm .................221
Hình 4. 212: BT.4 - Mơ hình phần tử hữu hạn của dầm console............................224
Hình 4. 213: BT.4 - Gán điều kiện biên cho các nút tại gối tựa .............................224
Hình 4. 214. BT.4 - Mơ hình dầm console khi chưa hư hỏng ................................224
Hình 4. 215: BT.4 - Mơ hình dầm console - Trường hợp hư hỏng 1......................225
Hình 4. 216: BT.4 - Mơ hình dầm console - Trường hợp hư hỏng 2......................225
Hình 4. 217: BT.4 - Mơ hình dầm console - Trường hợp hư hỏng 3......................226
Hình 4. 218: BT.4 - Mơ hình dầm console - Trường hợp hư hỏng 4......................226
Hình 4. 219: BT.4 – Mode-shape 1: Uốn quanh trục Oy........................................231
Hình 4. 220: BT.4 – Mode-shape 3: Uốn quanh trục Oy........................................231
Hình 4. 221: BT.4 – Mode-shape 4: Uốn quanh trục Oy........................................232
Hình 4. 222: BT.4(1) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................233
Hình 4. 223: BT.4(1) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................233
Hình 4. 224: BT.4(1) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 3
.................................................................................................................................234
Hình 4. 225: BT.4(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................234
Hình 4. 226: BT.4(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................235
Hình 4. 227: BT.4(2) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 1 vị trí, MS 3
.................................................................................................................................235
15
Hình 4. 228: BT.4(3) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................236
Hình 4. 229: BT.4(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................236
Hình 4. 230: BT.4(3) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 3
.................................................................................................................................237
Hình 4. 231: BT.4(4) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................237
Hình 4. 232: BT.4(4) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................238
Hình 4. 233: BT.4(4) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 3
.................................................................................................................................238
Hình 4. 234: BT.4(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................239
Hình 4. 235: BT.4(5) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................239
Hình 4. 236: BT.4(6) - Chẩn đoán hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 1
.................................................................................................................................240
Hình 4. 237: BT.4(6) - Chẩn đốn hư hỏng dầm console, hư hỏng tại 2 vị trí, MS 2
.................................................................................................................................240
16
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng .................................................................................................................... Trang
Bảng 3. 1: Tiêu chuẩn đánh giá biểu đồ chỉ số hư hỏng ...........................................68
Bảng 4. 1: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.1(1).......................106
Bảng 4. 2: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.1(2) và BT.1(3) ....106
Bảng 4. 3: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.1(4) và BT.1(5) ....107
Bảng 4. 4: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.1(8).......................140
Bảng 4. 5: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.1(9) và BT.1(10) ..141
Bảng 4. 6: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.1(11) và BT.1(12) 142
Bảng 4. 7: Mối quan hệ giữa vị trí hư hỏng và mode-shape của dầm đơn giản .....143
Bảng 4. 8: Mối quan hệ giữa vị trí hư hỏng và mode-shape của dầm liên tục hai nhịp
.................................................................................................................................145
Bảng 4. 9: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.2(1).......................192
Bảng 4. 10: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.2(2) và BT.2(3) ..192
Bảng 4. 11: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.2(4) và BT.2(5) ..193
Bảng 4. 12: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.2(16)...................207
Bảng 4. 13: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.2(17) và BT.2(18)
.................................................................................................................................207
Bảng 4. 14: Mối quan hệ giữa vị trí hư hỏng và mode-shape của dầm hai đầu ngàm
.................................................................................................................................208
Bảng 4. 15: Mối quan hệ giữa vị trí hư hỏng và mode-shape của dầm console .....210
Bảng 4. 16: BT.3 - Bảng kết quả tần số trong bài báo ............................................213
Bảng 4. 17: BT.3 - Bảng so sánh kết quả tần số của mơ hình phần tử hữu hạn và bài
báo ...........................................................................................................................215
Bảng 4. 18. BT.3 - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 21 điểm.....................215
Bảng 4. 19: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.3..........................219
Bảng 4. 20 : BT.4 – Các trường hợp hư hỏng (THHH) của dầm trong thực nghiệm
.................................................................................................................................222
Bảng 4. 21: BT.4 - Bảng kết quả tần số của đo thực nghiệm (PZT sensor) ...........222
Bảng 4. 22: BT.4 - Tỉ số dạng mơ hình phần tử khối .............................................223
Bảng 4. 23: BT.4 – Bảng kết quả tần số của mơ hình phần tử hữu hạn..................227
Bảng 4. 24: BT.4 - So sánh tần số của mơ hình phần tử hữu hạn và bài báo (1)....228
Bảng 4. 25: BT.4 - So sánh tần số của mơ hình phần tử hữu hạn và bài báo (2)....228
Bảng 4. 26: BT.4(1) - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 5 điểm..................229
Bảng 4. 27: BT.4(2) - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 5 điểm..................229
Bảng 4. 28: BT.4(3) - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 5 điểm..................229
17
Bảng 4. 29: BT.4(4) - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 5 điểm..................230
Bảng 4. 30: BT.4(5) - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 9 điểm..................230
Bảng 4. 31: BT.4(6) - Bảng kết quả chuyển vị mode-shape tại 9 điểm..................231
Bảng 4. 32: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.4(1) và BT.4(2) ..241
Bảng 4. 33: Bảng tổng hợp kết quả chẩn đoán hư hỏng của BT.4(3) đến BT.4(6) 242
18
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Diễn giải
SHM
Structural Health Monitoring
PSC
Prestressed Concrete
MSE
Modal Strain Energy
M.A.C.
Modal Assurance Criterion
AFNS
Adaptive Fuzzy Neural Structure
AQWTC
Average Quantity Solution To Wavelet Transform Coefficient
19
