Phân tích và đánh giá mức độ an toàn của kết cấu dầm bê tông cốt thép theo lý thuyết độ tin cậy mờ

KHOA BỌC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN CỦA KÊT CÂU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẦY MỜ • HUỲNH HỮU TRÍ NGÔ GIA TRUYỀN TÓM TẮT ứng dụng lý thuyết độ tin cậy mờ nhằm xét đế[.]

KHOA BỌC -KỸ THUẬT PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TỒN CỦA KÊT CÂU DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẦY MỜ • HUỲNH HỮU TRÍ - NGƠ GIA TRUYỀN TĨM TẮT: ứng dụng lý thuyết độ tin cậy mờ nhằm xét đến yếu tố ngẫu nhiên, đại lượng không chắn tải trọng tác động, đặc trưng lý vật liệu, kích thước hình học, liên kết sơ đồ tính, mà q trình tính tốn chưa xét đến, dẫn đến kết đánh giá chất lượng cơng trình chưa xác Bài viết xác định mối liên hệ hiệu ứng tải trọng sức kháng với mức phụ thuộc kết cấu dầm bê tơng cốt thép, qua đó, đánh giá mức độ an toàn khả chịu tải trọng chúng Từ khóa: độ tin cậy, lý thuyết tập mờ, đánh giá mức độ an tồn, ngẫu nhiên, phân tích mờ Đặt vấn đề Trong lĩnh vực thiết kế cơng trình xây dựng nói chung kết cấu dầm nói riêng, đa số trường hợp mơ hình thiết lập trình thiết kế dựa vào giả thiết nhàm đơn giản hóa tính tốn; đó, thường khơng phản ánh hết tình xảy thực tế chất kiện tượng Điều có nghĩa tiềm ẩn tính khơng xác Khi tính tốn thiết kế, đại lượng tác động đến cơng trình tải trọng, vật liệu, kích thước hình học xem đại lượng có tính chất tiền định Vì vậy, thực tế kết có sai lệch so với sơ đồ chọn để tính tốn, đại lượng tác động đến q trình tính toán kết cấu tải trọng tác động, đặc trưng vật liệu, kích thước hình học, liên kết sơ đồ tính đại lượng mang chất ngẫu nhiên, thông tin không rõ ràng Do q trình tính tốn chưa xét đến, nên dẫn đến kết đánh giá chất lượng công trình chưa xác chưa phản ánh tồn diện thực tế cơng trình Trong thực tế, kết cấu xảy cố lấy hệ số an toàn lớn Điều cho thây, phương pháp đánh giá mức độ an toàn kết cấu theo mơ hình tiền định chưa đủ khả lượng hóa xác suất phá hỏng Để đánh giá mức độ an toàn kết câu cách toàn diện kể đến ảnh hưởng yếu tố mang tính ngẫu nhiên, lý thuyết độ tin cậy áp dụng theo xác suất thông kê Trong trường hợp thiếu thông tin, thông tin khơng rõ ràng khơng chắn, dùng mơ hình đánh giá mức độ an tồn kết cấu theo quan điểm lý thuyết mờ số 15 - Tháng Ĩ/2022 55 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG Tổng quan nghiên cứu 2.1 Tổng quan lý thuyết đánh giá mức độ an toàn kết cấu Đánh giá mức độ làm việc an toàn kết cấu cơng trình nhiệm vụ quan trọng cơng tác thiết kế chẩn đốn kỹ thuật Nội dung đánh giá dẫn đến dạng toán so sánh tập hợp Tập thứ (Q) chứa thông tin đặc trưng cho trạng thái làm việc kết câu thường gọi tập hiệu ứng tải trọng kết cấu Tập thứ hai (R) chứa thông tin đặc trưng lực kết cấu, thường gọi tập khả kết cấu, thiết kế theo tiêu chuẩn chất lượng Thực tế nay, thiết kế kỹ thuật có bước phát triển đáng kể có phương pháp tính tốn thiết kế mới, phương pháp thiết kế theo độ tin cậy, với hỗ trợ phương pháp mô tổng hợp đại Theo phương pháp này, độ tin cậy tính tốn thơng qua cơng thức q trình mơ máy tính để xác định trạng thái hư hỏng hệ kết cấu Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện cho phép thực tế, để đánh giá mức độ an tồn cho hệ kết câu đó, ta kết hợp phương pháp phân tích độ tin cậy theo mơ hình kiểm nghiệm, thử nghiệm theo mơ hình mơ tính tốn máy tính, kết tính tốn phản ánh sát thực tế hệ kết câu [1], Bài toán đánh giá mức độ an toàn kết cấu đến thực với mơ hình tính tốn khác nhau, mơ hình tiên định, mơ hĩnh ngẫu nhiên, mơ hình khoảng mơ hình mờ Trong đó, việc đánh giá mức độ an toàn kết cấu theo mơ hình tiền định thực cách đơn giản thông qua tỷ số n = R/Q hiệu sơ M = R - Q, R sức kháng kết cấu Q hiệu ứng tải trọng gây Theo cách đánh giá mơ hình tiền định, kết cấu nói riêng hay sản phẩm nói chung hồn tồn khơng bị hư hỏng hay phá hủy n > M > 0, nghĩa kết cấu an toàn đảm bảo 100% chát lượng Ngược lại n < M < kết cấu khơng an tồn bị phá hỏng Do đó, tồn trạng thái phân chia an tồn khơng an tồn n = M - Cách đánh 56 số 15 - Tháng Ĩ/2022 giá mang tính lý thuyết, khơng phản ánh toàn diện thực tế kết cấu, chưa kể đầy đủ ảnh hưởng yếu tố mang tính ngẫu nhiên, tính khơng chắn toán đánh giá mức độ an toằn kết câu 2.2 Q trình nghiên cứu tính tốn kêt câu theo lý thuyết độ tin cậy thếgiới Việt Nam Hướng nghiên cứu độ tin cậy tính tốn cho kết cấu cơng trình áp dụng kể từ năm 1930 Lý thuyết độ tin cậy “công cụ hữu hiệu” dùng để đánh giá mức độ an tồn cho hệ kết cấu nói riêng cho hệ thống kỹ thuật nói chung Vì vậy, nhà nghiên cứu ngồi nước quan tâm nghiên cứu lĩnh vực này, có nhiều cơng trình nghiên cứu độ tin cậy công bố Bước chuyển từ tính kết cấu theo tiền định sang tính tốn kết cấu theo độ tin cậy với cơng cụ tốn học xác suất thống kê phản ánh tượng tự nhiên mang tính ngẫu nhiên đại lượng tác động đến kết cấu cơng trình Tuy nhiên, thực tế nhiều trường hợp khơng có đầy đủ số liệu để xử lý thống kê hay tập sô liệu áp dụng vào quy luật thông kê không đáp ứng tiêu chuẩn lý thuyết thơng kê Khi đó, người ta sử dụng công cụ tương đối mạnh “Lý thuyết tập mờ” để phân tích tính tốn mức độ an tồn cho kết cấu cơng trình nói riêng hệ thơng kỹ thuật nói chung Lý thuyết mờ đời từ năm 1965 Giáo sư người Mỹ, Lotfi Zadeh trường Đại học California người có báo Lý thuyết tập mờ (Fuzzy Set Theory), đưa khái niệm logic mờ (Fuzzy Logic), đặt móng cho việc xây dựng lý thuyết quan trọng khác dựa sở lý thuyết tập mờ logic mờ [23] Lý thuyết tập mờ với đặc điểm quan trọng đề xuất sử dụng hàm thuộc (Membership Functions) tiếp phép tốn mờ để xử lý thông tin "không chắn" hay không đầy đủ, thơng tin mà xác nhận thấy quan hệ chúng với nhiều trường hợp mơ tả ngôn ngữ, định KHOA HỌC-KỸ THUẬT xác Logic mờ lý thuyết tập mờ cho lĩnh Vực độ tin cậy cho kết cấu cơng trình cơng cụ tốn học “mạnh” dùng để mô tả xử lý hệ thống kỹ thuật thơng tin khơng xác, mang tính nhập nhằng (Vage), mờ (Fuzzy) Cơng trình nghiên cứu Zadeh nhà khoa học đánh thành tựu phát minh quan trọng, giúp giải vân đề phức tạp thực tế Từ báo khởi đầu lý thuyết tập mờ Zadeh, nhà nghiên cứu lĩnh vực kỹ thuật lấy tính khơng chắn, khơng xác làm đối tượng để nghiên cứu sáng tạo Tiếp đó, nhiều báo cơng trình nghiên cứu đề cập đến việc ứng dụng lý thuyết tập mờ đời nhiều lĩnh vực khoa học [23] Ngành Xây dựng có nghiên cứu ban đầu ứng dụng lý thuyết mờ vào năm 1970 Các cơng trình liên quan đến đánh giá độ tin cậy mờ thực vào năm 1979, 1989, 1990, 1997, 2003, có hàng loạt báo công bố kết nghiên cứu ứng dụng Các cơng trình nghiên cứu độ tin cậy mờ kết cấu cơng trình trước tiên tập trung nước Anh, Mỹ, Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc, Đức, Bỉ, như: Đánh giá mức độ an toàn kết cấu theo quan điểm ngẫu nhiên mờ [12]; Sử dụng lý thuyết tập mờ phân tích độ tin cậy mờ hệ thơng [14]; Tính khơng chắn dạng ngẫu nhiên - mờ đại lượng học tính tốn [13], Việt Nam, q trình nghiên cứu áp dụng lý thuyết độ tin cậy ngày nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Trong năm gần dây, lý thuyết độ tin cậy tuổi thọ cơng trình đưa vào giảng dạy bậc đại học sau đại học Để phục vụ cho công tác giảng dạy nghiên cứu, nhiều tác giả biên soạn chi tiết giảng sách lý thuyết độ tin cậy [6-8], Các nhà khoa học đầu nghiên cứu lĩnh vực tính tốn kết cấu theo mơ hình thơng kê đánh giá an tồn theo lý thuyết độ tin cậy Việt Nam Phạm Khắc Hùng, Nguyễn Văn Phó, Phan Văn Khơi, Lê Xn Huỳnh, Nguyễn Hữu Lộc, Lê Ngọc Thạch, Nguyễn Xuân Chính, Nguyễn Viết Trung, nhiều nhà nghiên cứu khác có nhiều cơng trình nghiên cứu đóng góp đáng kể Cùng với hướng phát triển nghiên cứu lý thuyết tính tốn độ tin cậy, Lý thuyết tập mờ nhà khoa học điển Nguyễn Vãn Phó, Lê Xuân Huỳnh, Lê Ngọc Thạch, Bùi Đức Chính, áp dụng phân tích tính tốn độ tin cậy có xét đến yếu tố mờ tác động đến kết cấu cơng trình 2.2 Q trình phát triển lý thuyết độ tin cậy tính tốn kết cấu cơng trình Lý thuyết độ tin cậy (ĐTC) xây dựng phát triển sở môn lý thuyết xác suất, thống kế toán học lý thuyết trình ngẫu nhiên (QTNN), từ năm 1930 Lý thuyết ĐTC xuất phát từ nhu cầu đánh giá, kiểm tra chất lượng sản phẩm khí, thiết bị máy, hàng hóa, đặc biệt mặt hàng chất lượng cao, sản xuất hàng loạt hàng điện tử, khí xác, Tuy vậy, đối vổi cơng trình xây dựng, độ tin cậy chưa quan tâm mức thời người ta xem sản phẩm xây dựng sản xuất đơn lẻ cơng trình xây dựng quy mơ lớn quan niệm cơng trình có độ bền vĩnh cửu Thực tê cho thây, cơng trình xây dựng ngày có quy mơ lớn, phức tạp mặt kết cấu, vật liệu mới, đa dạng tác động đòi hỏi phải nghiên cứu đầy đủ yếu tố ngẫu nhiên tính tốn Bên cạnh đó, kinh tế thị trường địi hỏi phải kiểm sốt mối quan hệ chât lượng an toàn xây dựng khai thác cơng trình Lý thuyết độ tin cậy cơng cụ đánh giá an tồn, dự báo tuổi thọ kết câu cơng trình nhiều quốc gia quan tâm nghiên cứu ứng dụng vào tiêu chuẩn thiết kế Việc đánh giá thiết kế cơng trình xây dựng nói chung kết cấu dầm riêng theo lý thuyết độ tin cậy với biến không chắn kích thước hình học, tính chất lý vật liệu, sơ đồ kết cấu, tải trọng tác dụng, xu tất yếu giới Việt Nam Hiện nay, loạt kết câu công trình có dấu hiệu xuống cấp, hư hỏng chí sụp đổ Do đó, việc đánh giá mức độ an toàn chúng theo độ tin cậy với biến mờ cần thiết SỐ 15 - Tháng 6/2022 57 TẠP CHÍ CƠNG THIÍÍNG Phương pháp nghiên cứu 3.1 Lý thuyết độ tin cậy ưong đánh giá mức độ an toàn kết cấu 3.1.1 Các trạng thái an toàn/Rủi ro kết cấu Để đảm bảo an tồn cơng trình thì: Sức kháng vật liệu > Hiệu ứng tải trọng, biểu diễn cơng thức: *R„>7i *Qị Trong đó: Rn sức kháng danh định vật liệu; hệ số cường độ xét sở thống kê cường độ vật liệu, thường < 1; Qi loại tải trọng nhiều mức độ khác nhau; Yi hệ số tải trọng xét sở thống kê loại tải trọng, thường Yi > Hệ số sức kháng cường độ è cần xét đến tính chất vật liệu, phương pháp báo trước cường độ, tay nghề công nhân, chất lượng kiểm tra tình hucíng hư hỏng Trong đó, hệ số tải trọng Y dùng cho loại tải trọng đặc biệt cần xét đến độ phân tán độ lớn tải trọng, xếp tải trọng tổ hợp tải trọng xảy 3.1.2 Độ tin cậy mờ (mức độ an toàn) Đánh giá độ tin cậy kết cấu theo mơ hình ngẫu nhiên cách tiếp cận theo mơ hình “chính xác”, dựa sở toán học lý thuyết xác suất thống kê tốn học, xây dựng hồn chỉnh Tuy nhiên, muốn tính độ tin cậy, cần hàm mật độ phân bố đại lượng R Q hàm mật độ phân bô' trạng thái G(X) Việc xác định quy luật ngẫu nhiên này, đòi hỏi tập liệu rất, lớn mn có kết khách quan vã “chính xác” Trong hàm trạng thái G(X), đại lượng Xi tương quan, việc xác định hàm mật độ phân bố G(X) phức tạp nói chung khơng thể Như vậy, trường hợp thiếu thông tin đại lượng đầu vào, thông tin thể đại lượng đầu vào khơng xác cịn mơ hồ khơng thể đánh giá độ tin cậy theo mơ hình ngẫu nhiên Trong trường hợp đó, tùy theo chất lượng thông tin đầu vào mà sử dụng lý thuyết tương ứng để xây dựng tập hiệu ứng tải trọng Q tập sức kháng R kết cấu, từ đưa mơ hình khác để tính độ tin cậy Độ tin cậy kết cấu trường hợp gọi thuật 58 SỐ 15 - Tháng Ó/2022 ngữ: (i) Độ tin cậy mờ; (ii) Độ tin cậy ngẫu nhiên mờ; (iii) Khả an toàn; (iv) Mức độ an toàn; (v) Chỉ số độ tin cậy mờ Các trường hợp gọi chung độ tin cậy mờ (mức độ an toàn), với ý nghĩa tương đương độ tin cậy trường hợp đại lượng đầu vào có chứa yếu tố phi ngẫu nhiên Trên sở phân loại đặc trưng bất định tập hợp hiệu ứng tải trọng Q tập sức kháng R, độ tin cậy mờ kết chia làm loại sau: 1) Hiệu ứng tải trọng sức kháng đại lượng mờ; 2) Hiệu ứng tải trọng sức kháng đại lượng ngẫu nhiên - mờ; 3) Hiệu ứng tải trọng, sức kháng gồm đại lượng ngẫu nhiên đại lượng mờ Đối với trường hợp (2), hiệu ứng tải trọng sức kháng đại lượng ngẫu nhiên - mờ sử dụng lý thuyết ngẫu nhiên - mờ để tính độ tin cậy Khi hiệu ứng tải trọng, sức kháng không loại đại lượng ngẫu nhiên hay đại lượng mờ, sử dụng phương pháp mồ hình giao thoa mờ - ngẫu nhiên (trong tập Q đại lượng mờ, tập R đại lượng ngầu nhiên ngược lại); phương pháp tính độ tin cậy theo lý thuyết xác suất thống kê lát cắt a đại lượng mờ; phương pháp tính độ tin cậy theo lý thuyết xác suất thống kê sở quy đổi đại lượng mờ (các lát cắt a) đại lượng ngẫu nhiên có phân phơi chuẩn tiêu chuẩn; sử dụng khái niệm hư hỏng mờ (fuzzy failure) xác suất mờ (fuzzy probability) để đánh giá độ không tin cậy Dôi với trường hợp hiệu ứng tải trọng Q sức kháng R đại lượng mờ, hình thành phương pháp cơng thức tương ứng tính tốn độ tin cậy mờ Các phương pháp dựa sở độ đo mờ khái niệm tương đương với lý thuyết xác suất thông kê 3.2 Các phương pháp đánh giá An toàn/Rủi ro cấu kiện khỉ hiệu ứng tải trọng sức kháng đại lượng mờ Phương pháp lát cắt a (Hình 1): đưa cách tính trung bình gần đúng, việc chuyển từ biểu thức logic sang cơng thức mang tính quy ước Phương pháp phù hợp với tập mờ dạng tam giác cân có chiều cao đơn vị, chưa xét đầy đủ ảnh hưởng độ rộng tập Q R Đối với tập Q R tập KHOA HỌC-KỸ THUẬT mờ chuẩn, dạng tam giác cân, khả hư hỏng Hình 2: Phương pháp tỷ số giao hội mờ đánh giá sở xét lát cắt Qa Ra Gọi h tung độ điểm cắt cạnh bên phải tam giác mờ ộ với cạnh bên trái tam giác mờ R Mức độ khơng an tồn FP mức độ an toàn SP xác định theo cơng thức: FP=-2- SP= 1-42 Hình 1: Phương pháp lát cắt a a) Mơ hình giao thoa õ ĩĩ; b) Hiệu õ - p ngẫu nhiên mờ Từ đó, kỹ sư sử dụng kết nghiên cứu để chọn phương án thiết kế dầm tối ưu đảm bảo an toàn cho kết cấu Kết thảo luận 4.1 Xác định kết cấu dầm bê tông cốt thép tham sốmờ (Hình 3) Một dầm bê tơng cốt thép chịu tải trọng P] = 4.0 Tấn; P') - 9.0 có kích thước tiết diện ĩ sơ đồ tính hình 2.10 Dầm có chiều dài, mơ đun đàn hồi Ẽ, chiều cao làm việc tiết diện d Bài tốn u cầu phân tích đánh giá mức độ an toàn kết cấu dầm thông qua thành phần chuyển vị mômen phần tử kết cấu đại lượng ỉ, Ẽ d số mờ có hàm thuộc dạng tam giác với giá trị cận dưới, trung tâm cận đại lượng mờ cho bên dưới: ĩ = (lL, lc, lu) = (1.2, 8.0, 8.8)m ĩx = (lLx> lCr ^J = (2.0, 2.5, 3.0)m Ẽ = (EL, Ec, Eu) = (2.4, 2.6, 2.8)T/m2 ả = (dL, dc, du) = (0.6ỉ, 0.66, 0.7l)m Phương pháp tỷ số giao hội (Hình 2): xây dựng sở phép giao thoa (luật min) phép hợp (luật max) tập mờ hiệu ứng tải trọng Q và sức kháng R Mức độ khơng an tồn FP mức độ an toàn SP đánh giá tỷ số kết phép giao với kết phép hội điều kiện an toàn chắn (Q > R) sau: pp SP = ỉ- (0R + 0)Q Qr + Qq Qr+Qq Trong đó: COR, CỞQ QR, Qq diện tích giao diện tích tồn phần Q R Trong báo này, tác giả đánh giá độ tin cậy, mức độ an toàn kết thiết kế dầm bê tông cốt thép cơng trình xây dựng điều kiện Hình 3: sơ ơồ tínn kết câu vỡ Tiêt diện dầm _ tpR + ^Q 4.2 Các bước Phân tích kết cấu Dầm bê tông cốt thép - ứng dụng phần mềm SAP 2000 V 14.2.4 để tìm mơmen chuyển vị với số mờ tam giác SÔ' 15-Tháng Ĩ/2022 59 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG - Xây dựng biểu đồ liên hệ mômen với mô giá trị cận L, trung tâm c, cận u có tất 27 kết tính - Xác định mức phụ thuộc số mờ đến men kháng uốn danh định mức phụ thuộc; biểu đồ liên hệ chuyển vị với chuyển vị cho kết tính tốn vẽ biểu đồ liên hệ mức phép mức phụ thuộc - ứng dụng lý thuyết ngẫu nhiên mờ đê đánh giá phụ thuộc với mômen; mức phụ thuộc với chuyển vị mức độ an tồn dầm - Tính tốn mơmen kháng uốn danh định dầm chịu ảnh hưởng với số mờ tam giác ẫ, vẽ biểu đồ liên hệ mức phụ thuộc với moment kháng uốn danh định - Tính toán chuyển vị cho phép dầm chịu ảnh hưởng với số mờ tam giác ĩ, vẽ biểu đồ liên hệ mức phụ thuộc với chuyển vị cho phép dầm 4.2.1 Mômen chuyển vị dầm tải trọng gây Theo liệu đầu vào, mô hình SAP 2000 (Hình 4) xây dựng với số liệu có kết thể Bảng Từ đó, biểu đồ liên hệ mức phụ thuộc với mô men chuyển vị xác định thể Hình Hình Hình 4: sơ đồ tính xây dựng mơ hình SAP 2000 Bảng Tổng hợp kết nội lực mức phụ thuộc nội lực ĩ ĩx E m m T/m2 I lx 7.2 2400000 7.2 2.5 2400000 7.2 Mức phụ Mômen Chuyển V| E thuộc T.m m 0 23.14 0.0055 0 22.14 0.0052 2400000 0 0 21.14 0.0049 2400000 0 26.62 0.0077 2.5 2400000 1 0 25.62 0.0074 2400000 0 24.62 0.0071 8.8 2400000 0 0 30.19 0.0106 8.8 2.5 2400000 0 29.19 0.0102 8.8 2400000 ũ 0 28.19 0.0098 10 7.2 2600000 0 23.14 0.0050 11 7.2 2.5 2600000 1 22.14 0.0048 12 7.2 2600000 0 21.14 0.0045 13 2600000 1 26.62 0.0071 STT ÓO Số 15-Tháng 6/2022 Múc phụ thuộc KHOA HỌC - KỸ THUẬT Ỵ I Ị L E m m T/m2 I Ix 14 2.5 2600000 15 2600000 16 8.8 17 8.8 18 MÚỖ phụ thuộc Mức phụ Mômen Chuyển V| E thuộc T.m m 1 25.62 0.0068 1 24.62 0.0065 2600000 ũ 30.19 0.0098 2.5 2600000 1 29.19 0.0095 8.8 2600000 0 28.19 0.0091 19 7.2 2800000 0 0 23.14 0.0047 20 7.2 2.5 2800000 0 22.14 0.0044 21 7.2 2800000 0 0 21.14 0.0042 22 2800000 0 26.62 0.0066 23 2.5 2800000 1 ũ 25.62 0.0064 24 2800000 0 24.62 0.0061 25 8.8 2800000 0 0 30.19 0.0091 26 8.8 2.5 2800000 0 29.19 0.0088 27 8.8 2800000 0 0 28.19 0.0084 Max(U) 30.19 0.0042 (C) 25.62 0.0068 Min (L) 21.14 0.0106 STT Hình 5: Biểu đồ liên hệ mức phụ thuộc Hình 6: Biểu đồ liên hệ mức phụ với mõmen thuộc với chuyển vị 4.2.2 Mômen kháng uốn danh định chuyển vị cho phép dầm Cường độ kháng uốn mặt cắt chữ nhật tính tốn sau: Mn=Asựả-±) Trong đó: As diện tích cốt thép chịu kéo (As = 0.00147 m2); fy giới hạn chảy (fy — 40788 T/m2); d khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép kéo; a = c*bj = 0.25659m (với bị= 0.073 c = As*fy/0.85*b|*fc*b = 5149) Chuyển vị cho phép dầm lây [ / ] = ~8QQ chịu phụ thuộc bởi: ỉ = (lL, lc, lu) = (7.2, 8.0, 8.8)m Kết mức phụ thuộc mô men kháng chuyển vị cho phép tiết diện nhịp dầm thể Bảng số 15 - Tháng Ĩ/2022 61 TẠP CHÍ CỊNG THưtìNG Bảng Tổng hợp kết mômen uốn danh định, chuyển vị cho phép dầm tương ứng Hình 8: Biểu đồ liên hệ chuyển vị với chuyển vị cho phép mữc phụ thuộc với mức phụ thuộc Mức phụ thuộc ẩ(m) STT Mức phụ thuộc Mn(Tm) 0.61 Max(U) 28.93 0.09 0.66 (C) 31.94 0.10 0.71 Min (L) 34.94 0.11 Kết luận 5.1 Phân tích đánh giá tnức độ an toàn kết cấu dầm cường độ Biểu đồ liên hệ mômen với mômen kháng uốn danh định mức phụ thuộc có dạng tam giác cân giao thể Hình ứng dụng lý thuyết phương pháp lát cắt alpha, mức độ khơng an tồn xác định bởi: °-l78 FP = JL = = 0.089 = 8.5% 2 với h = 0.178 xác định Hình Hĩnh 7: Biểu đồ liên hệ mõmen với mõmen kháng uốn mức phụ thuộc Mtĩc phu Iruõc Ạ Khi đó, mức độ an tồn xác định: SP= -FP = 91,1% 5.2 Phân tích đánh giá mức độ an toàn kết cấu dầm chuyển vị Biểu đồ liên hệ chuyển vị với chuyển vị cho phép mức phụ thuộc tam giác cân có độ rộng chênh lệch lớn (Hình 8) Ta ứng dụng phương pháp tỷ số giao hội để xác định mức độ khơng an tồn FP như: FP = (SP = 91.93% ứng dụng lý thuyết độ tin cậy mờ để đánh giá mức độ an toàn cấu kiện nhà nghiên cứu hồn chỉnh sở tốn học chặt chẽ Tùy thuộc vào chất lượng thông tin đầu vào, tập hiệu ứng tải trọng Q tập sức kháng R kết cấu xây dựng Từ đó, độ tin cậy xác định dựa mơ hình khác trường hợp này, độ tin cậy gọi theo thuật ngữ độ tin cậy mờ Tác giả ứng dụng lý thuyết độ tin cậy mờ để thực trường hợp dầm bê tông cốt thép nhịp giản đơn chịu tải trọng tập trung với tham số mờ khác Kết đạt làm sở để phát triển tính toán ứng dụng nhiều loại kết cấu thực tế với hiệu ứng tải trọng sức kháng đại lượng mờ có độ phức tạp lớn nhằm tiên lượng tình bất lợi mà thực tế kếu cấu phải chịu tác động ■ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Lê Công Duy (2017) Độ tin cậy mờ kết cấu chịu tải trọng động NXB Xây dựng, Hà Nội Lê Xuân Huỳnh, Nguyễn Hùng Tuấn (2016) Độ tin cậy kết cấu xây dựng NXB Xây dựng, Hà Nội 62 số 15 - Tháng Ó/2022 KHOA HỌC-KỸ THUẬT Bộ Xây dựng (2006) Tiêu cuẩn xây dựng 373:2006, Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà NXB Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Xuân Chính (2000) Phương pháp đánh giá độ tin cậy khung bè tông cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Viên Khoa hoc công nghệ Ăầy dựng, Hà Nội Phạm Khăc Hùng (1977) Xác định độ tin cậy cơng trình dạng hệ trực giao chịu tác dụng tải trọng động ngẫu nhiên Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội Lê Xuân Huỳnh (2006) Bài giảng lý thuyết độ tin cậy tuổi thọ cơng trình Bài giảng cho học viên cao học ngành Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội Phan Văn Khôi (2001) Cơ sở đánh giá độ tin cậy NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Văn Phó (1993) Bài giảng lý thuyết độ tin cậy tuổi thọ công trình Bài giảng cho học viên cao học ngành Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội Lê Công Duy (2014) Một phương pháp đánh giá mức độ an toàn kết cấu khung chịu tải trọng động theo lý thuyết tập mờ Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội 10 Nguyễn Đình Xân (2006) Đánh giá độ tin cậy phần tử kết cấu trường hợp số liệu mờ Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội 11 Bộ Giao thông vận tải (2005) Tiêu chuẩn 22TCN 272-05, Tiêu chuẩn Thiết kế cầu NXB Xây dựng, Hà Nội 12 Bemd Moller, Wolfgang Grap (2003) Michael Beer, Safety assessment of structers in view of fuzzy randomness Computers and structures, 81(2003), 1567-1582 13 Bernd Moller, Michael Beer (2004) Fuzzy randomness-uncertainty in Civil engineering and computational mechanics Germany: Dresden University of Technology, 14 Shyi-Ming Chen (2003) Analyzing fuzzy system reliability using vague set theory International journal of applied science and engineering, 1(1), 82-88 15 Jiang Q., Chen C.H (2003) A number algorithm of fuzzy reliability Reliability Engineering and System Safety, 80,299-307 16 Adduri P.R., Penmetsa R.c (2009) System reliability analysis for mixed uncertain variables Structural Sq/ety, 31,375-382 17 Hurtado J.E., Alvarez D.A., Ramirez J (2012).Fuzzy Structural based on fudamental reliability concepts Computer and Structures, 112-113, 183-192 18 Szeliga E (2004) Structural reliability - fuzzy sets theory approach Journal of theoretical and applied mechanics, 42(3), 651-666 19 Kiir G.J (2006) Uncertainly and Information USA: John Wiley & Sons 20 Elishakoff L, Ferracuti B (2006) Fuzzy sets based interpretation of safety factor Fuzzy Sets and System, 157, 2495-2512 21 Park H.J., Um J.G., Woo L, Kim J.w (2012) Application of fuzzy set theory to evaluate the probability of failure in rock slopes Engineering Geology, 125,92-101 22 Li B., Zhu M., Xu K (2000) A practical engineering method for fuzzy reliability analysis of mechanical structure Reliability Engineering and system safety, 67,311-315 23 Mehdi Modarres ZaDeh (2005) Dynamic analysis of structure with interval uncertainly USA: Faculty of Civil Engineering, Case Western Reserve University So 15-Tháng 6/2022 63 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG Ngày nhận bài: 5/5/2022 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa; 25/5/2022 Ngày chấp nhận đăng bài: 18/Ơ/2022 Thơng tin tác giả: ThS HUỲNH HỮU TRÍ ThS NGƠ GIA TRUYEN Khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Trà Vinh ANALYZING AND EVALUATING THE SAFETY OF REINFORCED CONCRETE GIRDER STRUCTURE BY USING THE FUZZY SET THEORY • Master HUYNH HUU TRI • Master NGO GIATRUYEN School of Engineering and Technology Tra Vinh University ABSTRACT: In this study, the fuzzy reliability theory is applied to consider random factors and uncertain quantities which are not taken into account in the calculation process, such as impact loads, physical and mechanical properties of materials, geometrical dimensions, connections in calculation diagrams, etc., leading to inaccurate assessment about the quality of buildings This study determines the relationship between load effect and resistance with dependent levels for reinforced concrete girder structure in order to evaluate the structure’s load-carrying capacity Keywords: reliability, fuzzy set theory, safety assessment, randomness, fuzzy analysis Ó4 SỐ 15 - Tháng 6/2022 ... tính độ tin cậy Độ tin cậy kết cấu trường hợp gọi thuật 58 SỐ 15 - Tháng Ó/2022 ngữ: (i) Độ tin cậy mờ; (ii) Độ tin cậy ngẫu nhiên mờ; (iii) Khả an toàn; (iv) Mức độ an toàn; (v) Chỉ số độ tin cậy. .. việc đánh giá mức độ an tồn chúng theo độ tin cậy với biến mờ cần thiết SỐ 15 - Tháng 6/2022 57 TẠP CHÍ CƠNG THIÍÍNG Phương pháp nghiên cứu 3.1 Lý thuyết độ tin cậy ưong đánh giá mức độ an toàn kết. .. R kết cấu xây dựng Từ đó, độ tin cậy xác định dựa mơ hình khác trường hợp này, độ tin cậy gọi theo thuật ngữ độ tin cậy mờ Tác giả ứng dụng lý thuyết độ tin cậy mờ để thực trường hợp dầm bê tông