bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO xây dựng viện khoa học công nghệ xây dựng Nguyễn Chí Hiếu ảnh h−ëng cđa tỉn HAO øng st ®Õn ®é tin cËy sàn bÊ TÔNG CốT THéP ứng lực trớc căng sau Cã b¸m dÝnh LUËN ¸N TIÕN SÜ Kü THUËT Hµ Néi, 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! GIáO DụC Và ĐàO TạO xây dựng viện khoa học công nghệ xây dựng Nguyễn Chí Hiếu ảnh hởng tổn HAO ứng suất đến độ tin cậy sàn bÊ TÔNG CốT THéP ứng lực trớc căng sau Có bám dính LUậN áN TIếN Sĩ Kỹ THUậT Chuyên ngành: Kỹ THUậT Xây dựng CÔNG TRìNH Dân dụng Công nghiệp Mà số: 62.58.02.08 Cán h−íng dÉn KHOA HäC PGS.TS Ngun Xu©n ChÝnh TS Lª Minh Long Luận án Tiến sĩ kỹ thuật LỜI CAM ĐOAN Tên tơi là: Nguyễn Chí Hiếu Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình Các nguồn thơng tin số liệu sử dụng luận án rõ nguồn gốc Hà N i, ngày … tháng … năm 2014 Nghiên cứu sinh Nguyễn Chí Hiếu NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang iii Luận án Tiến sĩ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học Viện động viên, khuyến khích, trao đổi kiến thức chun mơn cung cấp thông tin khoa học suốt thời gian nghiên cứu sinh thực luận án Xin trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo, hội đồng Khoa học Viện, môn Kết cấu, Viện Thông tin Đào tạo Tiêu chuẩn hoá tạo điều kiện giúp đỡ nghiên cứu sinh để luận án hoàn thành bảo vệ quy trình Xin gửi lời cảm ơn đến cán công nhân viên Công ty Cổ phần Đầu tư Cơng nghệ Xây dựng IBST, đặc biệt cán phòng Tư vấn phịng Cơng nghệ Xây dựng, nguời trực tiếp thực dự án công nghệ ứng lực trước nhiều năm qua, nghiên cứu sinh thu thập số liệu để hoàn thành luận án Đặc biệt, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Xuân Chính, cán hướng dẫn chính, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cho nhiều dẫn khoa học có giá trị giúp nghiên cứu sinh hồn thành luận án nâng cao lực nghiên cứu khoa học Cuối cùng, xin bày tỏ lòng cảm ơn người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, chia sẻ khó khăn với nghiên cứu sinh suốt thời gian thực luận án Hà N i, ngày … tháng … năm 2014 Nghiên cứu sinh Nguyễn Chí Hiếu NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang iv Luận án Tiến sĩ kỹ thuật MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, ẢNH xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CƠNG TRÌNH BÊ TƠNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC I.1.1 Nghiên cứu nước I.1.2 Nghiên cứu nước I.2 CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ, THI CÔNG KẾT CẤU SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC VÀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 11 I.2.1 Phân loại kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước, tình hình ứng dụng Việt Nam 11 I.2.2 Ưu, nhược điểm kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước 13 I.2.3 So sánh kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính căng sau khơng bám dính 14 I.2.4 Qui trình thiết kế, thi công kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước 14 I.2.5 Một số hình ảnh mơ tả giai đoạn thi cơng sàn bê tông cốt thép ứng lực trước 16 I.3 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI TRONG THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC TẠI VIỆT NAM 17 I.3.1 Về thiết kế 17 I.3.2 Về thi công khai thác sử dụng 18 I.4 NHIỆM VỤ ĐẶT RA CHO LUẬN ÁN 19 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TIÊU CHUẨN TÍNH TỐN VÀ TÍNH ỨNG SUẤT TRONG BÊ TƠNG CHO TRƯỜNG HỢP THIẾT KẾ TỔNG QUÁT 21 II.1 LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TỔN HAO ỨNG SUẤT THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 21 II.1.1 Theo tiêu chuẩn AS 3600-2009 [46], [45], [44], [43] 22 II.1.2 Theo tiêu chuẩn BS EN 1992-1-1:2004 [49], [65] 25 II.1.3 Theo tiêu chuẩn ACI 318-08 [42], [71], [75], [84] 27 II.1.4 Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 [2], [4] 29 II.1.5 Nhận xét 31 II.2 VÍ DỤ TÍNH TỐN VÀ SO SÁNH TỔN HAO ỨNG SUẤT THEO CÁC TIÊU CHUẨN 31 II.2.1 Lựa chọn số liệu đầu vào 31 II.2.2 Kết tính tốn tổn hao ứng suất theo tiêu chuẩn 32 II.2.3 So sánh kết tính tốn tổn hao ứng suất theo tiêu chuẩn 32 II.2.4 Kiến nghị lựa chọn tiêu chuẩn tính tốn 35 II.3 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ, KIỂM TRA KẾT CẤU SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC THEO AS 3600-2009 35 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang v Luận án Tiến sĩ kỹ thuật II.3.1 Lựa chọn cường độ bê tông f c' chiều dày sàn Ds 35 II.3.2 Phân tích nội lực sàn 36 II.3.3 Lớp bê tông bảo vệ độ võng cáp 38 II.3.4 Chọn dạng quỹ đạo cáp nhịp 38 II.3.5 Lựa chọn cáp ứng suất ban đầu 38 II.3.6 Tính tốn tổn hao ứng suất 38 II.3.7 Lựa chọn sơ số lượng cáp dải cột nhịp 38 II.3.8 Các bước thiết kế, kiểm tra 40 II.3.9 Nhận xét 41 II.4 VÍ DỤ TÍNH TỐN THIẾT KẾ SÀN BÊ TƠNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU CĨ BÁM DÍNH VÀ KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN KIỂM SỐT VẾT NỨT SÀN THEO TIÊU CHUẨN AS 3600-2009 41 II.4.1 Nhiệm vụ điều kiện giới hạn toán thiết kế 41 II.4.2 Chọn số liệu đầu vào 42 II.4.3 Tính tốn nội lực sàn tính tốn tổn hao ứng suất 42 II.4.4 Tính tốn số lượng cáp 42 II.4.5 Kiểm tra điều kiện kiểm soát vết nứt sàn theo ứng suất cho phép 42 II.4.6 Các thông số ảnh hưởng đến ứng suất bê tông 44 II.4.7 Sự thay đổi ứng suất bê tông ảnh hưởng thông số biến động 45 II.4.8 Nhận xét 45 II.5 TÍNH TỐN ỨNG SUẤT TRONG BÊ TƠNG CHO BÀI TOÁN TỔNG QUÁT THIẾT KẾ SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC n NHỊP THEO TIÊU CHUẨN AS 3600-2009 46 II.5.1 Nhiệm vụ điều kiện giới hạn toán thiết kế 46 II.5.2 Tính tốn nội lực sàn 46 II.5.3 Tính tốn mơ men treo nhịp tải trọng w = w eq gây 47 II.5.4 Tính lực kéo lại cáp sau trừ tổn hao ứng suất tức thời 47 II.5.5 Tính lực kéo cịn lại cáp sau trừ toàn tổn hao ứng suất 48 II.5.6 Chọn sơ số lượng cáp N i −1i cho nhịp 49 II.5.7 Ứng suất bê tông sau kéo căng 50 II.5.8 Ứng suất bê tông giai đoạn sử dụng dài lâu 51 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA CHƯƠNG 51 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG HÀM CƠNG NĂNG THEO TIÊU CHÍ KIỂM SỐT VẾT NỨT SÀN BÊ TƠNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC VÀ NHẬN DẠNG CÁC BIẾN NGẪU NHIÊN QUA CÁC SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 53 III.1 XÂY DỰNG HÀM CƠNG NĂNG THEO TIÊU CHÍ KIỂM SỐT VẾT NỨT SÀN TRONG THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC NHỊP SỬ DỤNG AS 3600-2009 53 III.1.1 Hàm cơng theo tiêu chí kiểm sốt vết nứt sàn 53 III.1.2 Nhiệm vụ điều kiện giới hạn toán thiết kế 54 III.1.3 Tính tốn nội lực sàn 54 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang vi Luận án Tiến sĩ kỹ thuật III.1.4 Tính tốn mơ men treo nhịp tải trọng w = w eq gây 55 III.1.5 Tính lực kéo cịn lại cáp sau trừ tổn hao ứng suất tức thời 55 III.1.6 Tính lực kéo cịn lại cáp sau trừ tồn tổn hao ứng suất 56 III.1.7 Chọn sơ số lượng cáp cho nhịp 56 III.1.8 Ứng suất bê tông sau kéo căng 56 III.1.9 Ứng suất bê tông giai đoạn sử dụng dài lâu 57 III.1.10 Thu thập số liệu thống kê từ thực tế thiết lập thông số đặc trưng cho thi công 57 III.1.11 Nhận xét 59 III.2 MỘT SỐ BIẾN NGẪU NHIÊN THƯỜNG GẶP VÀ GIEO BIẾN GIẢ NGẪU NHIÊN 59 III.2.1 Một số biến ngẫu nhiên liên tục thường gặp 59 III.2.2 Gieo biến giả ngẫu nhiên 60 III.3 NHẬN DẠNG BIẾN NGẪU NHIÊN 61 III.3.1 Phương pháp tổ chức đồ tần suất 61 III.3.2 Phương pháp kernel ước lượng hàm mật độ 62 III.3.3 Xấp xỉ hàm mật độ xác suất thực nghiệm 65 III.3.4 Ví dụ tính tốn số 65 III.3.5 Nhận xét 67 III.4 ĐỘ TIN CẬY VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY 67 III.4.1 Một số khái niệm 67 III.4.2 Mơ hình ngẫu nhiên 68 III.4.3 Phương pháp số độ tin cậy β 69 III.4.4 Phương pháp Hasofer-Lind 70 III.4.5 Phương pháp Monte Carlo 72 III.4.6 Ví dụ tính tốn số kiểm tra độ tin cậy phần mềm tính tốn theo Monte Carlo 73 III.4.7 Nhận xét 75 III.5 NHẬN DẠNG CÁC BIẾN NGẪU NHIÊN QUA SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM THU THẬP TẠI VIỆT NAM 75 III.5.1 Nguồn số liệu thu thập cho mô biến ngẫu nhiên 75 III.5.2 Nhận dạng biến ngẫu nhiên tiết diện ngang cáp A p 78 III.5.3 Nhận dạng biến ngẫu nhiên mô đun đàn hồi cáp E p 79 III.5.4 Nhận dạng biến ngẫu nhiên độ tụt neo δL 80 III.5.5 Nhận dạng biến ngẫu nhiên đặc trưng thi công εL 81 III.5.6 Nhận xét 83 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA CHƯƠNG 84 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỘ TIN CẬY VÀ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỔN HAO ỨNG SUẤT ĐẾN ĐỘ TIN CẬY SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU CĨ BÁM DÍNH 85 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang vii Luận án Tiến sĩ kỹ thuật IV.1 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TỐN ỨNG SUẤT TRONG SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC VÀ ỨNG DỤNG MONTE CARLO ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY 85 IV.1.1 Sơ đồ khối tính ứng suất , hàm công 85 IV.1.2 Sơ đồ khối tính tốn độ tin cậy sàn bê tông cốt thép ứng lực trước 87 IV.2 XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY CỦA SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU CĨ BÁM DÍNH 89 IV.2.1 Bài tốn thiết kế với thơng số tiền định 89 IV.2.2 Xác định xác suất an toàn thiết kế theo tiêu chí kiểm sốt vết nứt sàn 95 IV.2.3 Ảnh hưởng việc thay đổi ứng suất thiết độ tin cậy kết cấu sàn bê tơng cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính 99 IV.2.4 Ảnh hưởng lực kéo cáp Ppj đến độ tin cậy kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính 104 IV.2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ môi trường đến độ tin cậy kết cấu sàn bê tơng cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính 109 IV.2.6 Ảnh hưởng độ ẩm môi trường đến độ tin cậy kết cấu sàn bê tơng cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính 110 IV.2.7 Ảnh hưởng chùng ứng suất đến độ tin cậy kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính 111 IV.2.8 Ảnh hưởng sai số độ võng cáp thi công đến độ tin cậy sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính 112 IV.2.9 Đánh giá độ tin cậy kết theo chương trình lập 113 IV.3 PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT 113 IV.3.1 Độ tin cậy giá thành phụ thuộc vào lựa chọn N Ds khác 114 IV.3.2 Bảng tra độ tin cậy giá thành phụ thuộc vào lựa chọn N Ds khác 114 IV.3.3 Nhận xét 117 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA CHƯƠNG 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC Đà CÔNG BỐ 120 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang viii Luận án Tiến sĩ kỹ thuật DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng I.2-1: Ưu điểm kết cấu sàn BTCT ƯLT CSBD so với căng sau khơng bám dính 14 Bảng II.1-1: Độ lệch góc ngẫu nhiên cáp chiều dài đơn vị 22 Bảng II.1-2: Hệ số ma sát cáp ống lồng 22 Bảng II.1-3: Hệ số từ biến ϕcc.b 24 Bảng II.1-4: Hệ số ma sát µ (1/rad) 25 Bảng II.1-5: Giá trị k h phụ thuộc h 27 Bảng II.1-6: Hệ số dao động đường cong cáp 28 Bảng II.1-7: Hệ số K sh 29 Bảng II.1-8: Giá trị K re J 29 Bảng II.1-9: Giá trị C 29 Bảng II.1-10: Các hệ số ω δ để tính tốn tổn hao ứng suất ma sát 30 Bảng II.1-11: Tổn hao ứng suất co ngót bê tơng 30 Bảng II.2-1: Kết tính tốn tổn hao ứng suất ma sát tụt neo theo tiêu chuẩn nước thay đổi hệ số ma sát hệ số đường cong 33 Bảng II.2-2: Kết tính tốn tổn hao ứng suất co ngót bê tơng theo ACI 318-08 ứng với giá trị t s khác 33 Bảng II.2-3: Kết tính tốn tổn hao ứng suất từ biến bê tông theo AS 3600-2009 BS EN 1992 ứng với giá trị t khác 34 Bảng II.2-4: Kết tính toán tổn hao ứng suất chùng ứng suất cáp theo TCVN 5574:2012 ACI 318-08 ứng với giá trị σsp / R s,ser f si / f pu khác 34 Bảng II.2-5: Kết tính tốn tổn hao ứng suất chùng ứng suất cáp theo AS 3600-2009 ứng với giá trị R b , T σ pj / f p khác (lấy t = 180 ngày) 34 Bảng II.2-6: Kết tính tốn tổn hao ứng suất chùng ứng suất cáp theo BS EN 1992 ứng với giá trị ρ σpi / f ck khác (lấy t = 180 ngày) 34 Bảng II.3-1: Hệ số phân phối mô men cho nhịp bên dải thiết kế 37 Bảng II.3-2: Hệ số phân phối mô men cho nhịp biên dải thiết kế 37 Bảng II.3-3: Hệ số phân phối mô men cho dải cột 37 Bảng II.3-4: Sơ xác định giá trị tải trọng cân 39 Bảng II.4-1: Bảng tính toán lựa chọn sơ số lượng cáp 42 Bảng II.4-2: Bảng ứng suất bê tông N = 24, Ds = 230mm 43 Bảng II.4-3: Bảng ứng suất bê tông ứng với giá trị khác N Ds 44 Bảng II.4-4: Bảng ứng suất bê tông N = 24, Ds = 230mm thông số biến động chọn khác với giá trị tiền định ban đầu 45 Bảng II.5-1: Bảng phân phối mô men ( M ) thành mô men gối M N nhịp M M 46 Bảng II.5-2: Bảng phân phối mô men M N M M thành mô men dải cột 47 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang ix Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Bảng II.5-3: Bảng tính tốn ứng suất bê tơng sau kéo căng 50 Bảng II.5-4: Bảng tính tốn ứng suất bê tơng giai đoạn sử dụng dài lâu 51 Bảng III.1-1: Bảng phân phối mô men ( M ) thành mô men gối M N , nhịp M M phân phối mô men M N , M M dải thiết kế lên dải cột 54 Bảng III.1-2: Bảng tính tốn ứng suất bê tơng sau kéo căng 56 Bảng III.1-3: Bảng tính tốn ứng suất bê tơng giai đoạn sử dụng dài lâu 57 Bảng III.2-1: Một số biến ngẫu nhiên liên tục thường gặp 59 Bảng III.3-1: Phân phối tần suất biến ngẫu nhiên X 62 Bảng III.3-2: Một số hàm kernel thông dụng 63 Bảng III.3-3: Một số lựa chọn chiều rộng hàm kernel thường dùng 64 Bảng III.3-4: Tham số ước lượng số biến ngẫu nhiên thường gặp 66 Bảng III.4-1: Kỳ vọng độ lệch chuẩn biến ngẫu nhiên 74 Bảng III.5-1: Nguồn gốc thông số biến động δL εL 76 Bảng III.5-2: Nguồn gốc thông số biến động A p E p 77 Bảng III.5-3: Bảng thống kê số liệu thông số tiết diện ngang cáp 78 Bảng III.5-4: Bảng thống kê số liệu thông số mô đun đàn hồi vật liệu làm cáp 79 Bảng III.5-5: Bảng thống kê số liệu thông số độ tụt neo 81 Bảng III.5-6: Bảng thống kê số liệu thông số đặc trưng thi công εL 82 Bảng IV.2-1: Thông số đầu vào tiền định cho thiết kế 06 sàn BTCT ƯLT CSBD 89 Bảng IV.2-2: Sơ lựa chọn số lượng cáp sàn nhịp 7,5m x 7,5m x 7,5m - Cơng trình văn phịng 90 Bảng IV.2-3: Ứng suất bê tơng sàn nhịp 7,5m, với N = 15, Ds = 200mm - Cơng trình văn phịng 90 Bảng IV.2-4: Sơ lựa chọn số lượng cáp sàn nhịp 7,5m x 7,5m x 7,5m - Cơng trình chung cư 91 Bảng IV.2-5: Ứng suất bê tông sàn nhịp 7,5m, với N = 19, Ds = 210mm - Cơng trình chung cư 91 Bảng IV.2-6: Sơ lựa chọn số lượng cáp sàn nhịp 9,0m x 9,0m x 9,0m - Công trình văn phịng 92 Bảng IV.2-7: Ứng suất bê tông sàn nhịp 9,0m, với N = 24, Ds = 230mm - Cơng trình văn phịng 92 Bảng IV.2-8: Sơ lựa chọn số lượng cáp sàn nhịp 9,0m x 9,0m x 9,0m - Cơng trình chung cư 93 Bảng IV.2-9: Ứng suất bê tông sàn nhịp 9,0m, với N = 30, Ds = 240mm - Cơng trình chung cư 93 Bảng IV.2-10: Sơ lựa chọn số lượng cáp sàn nhịp 12,0m x 12,0m x 12,0m - Cơng trình văn phịng 94 Bảng IV.2-11: Ứng suất bê tông sàn nhịp 12,0m, với N = 50, Ds = 330mm - Cơng trình văn phòng 94 Bảng IV.2-12: Sơ lựa chọn số lượng cáp sàn nhịp 12,0m x 12,0m x 12,0m - Cơng trình chung cư 95 Bảng IV.2-13: Ứng suất bê tông sàn nhịp 12,0m, với N = 60, Ds = 340mm - Cơng trình chung cư 95 Bảng IV.2-14: Tổng hợp kết đánh giá xác suất an toàn cho thiết kế cụ thể 99 Bảng IV.2-15: Tổng hợp kết đánh giá xác suất an toàn ứng suất thiết kế thay đổi 103 Bảng IV.2-16: Tổng hợp kết đánh giá xác suất an toàn lực kéo Ppj thay đổi, ứng với σ = 95% ứng suất cho phép 107 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang x Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Bảng IV.2-21: Tổng hợp kết đánh giá xác suất an tồn khơng an tồn chùng ứng suất thay đổi, sàn văn phòng BTCT ƯLT nhịp 7,5m Chùng ứng suất thay đổi từ R b = 3% đến R b = 4% 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 Ps 0,99999 1,00000 0,99997 0,99994 0,99991 0,99984 0,99973 0,99957 0,99940 0,99910 0,99844 Pf 0,00001 0,00000 0,00003 0,00006 0,00009 0,00016 0,00027 0,00043 0,00060 0,00090 0,00156 Việc thu thập số liệu thông số chùng ứng suất khó khăn phịng thí nghiệm thực thí nghiệm Các thiết kế chủ yếu lấy giá trị chùng ứng suất ghi catalog sản phẩm cáp nhập từ nước Ứng với lực kéo cáp Ppj = 0,8A p f p hầu hết catalog sản phẩm ghi R b = 3,5% Tuy nhiên kết đánh giá xác suất Hình IV.2-21 Bảng IV.2-21 cho thấy ảnh hưởng chùng ứng suất lớn Ứng với lựa chọn R b = 3% , Pf = 0, 000014 khoảng 10% giá trị xác suất khơng an tồn R b = 3,5% ( Pf = 0, 00016 ) chọn R b = 4% thu giá trị Pf = 0, 00156 gấp khoảng 10 lần chọn R b = 3,5% IV.2.8 Ảnh hưởng sai số độ võng cáp thi công đến độ tin cậy sàn bê tơng cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính Độ võng cáp có sai khác so với thiết kế trình lắp đặt Trong thi công kéo căng, sai khác xem xét điều chỉnh thông qua hệ số ma sát, hệ số đường cong (điều chỉnh để trị giãn dài thực tế gần sát với trị giãn dài thiết kế - xem mục III.1) Tuy nhiên, việc điều chỉnh không làm thay đổi sai khác ứng suất bê tơng theo cơng thức tính tốn đề cập mục II.4.6 Xét thiết kế sàn văn phịng nhịp 7,5m (ví dụ mục IV.2.1.1) Thiết kế lấy độ võng cáp h = 10,8cm Thực thay đổi độ võng cáp từ h = 9,8cm đến h = 11,8cm tiến hành xác định xác suất tương ứng với lựa chọn h khác (Hình IV.2-22 Bảng IV.2-22) Các biến ngẫu nhiên xem xét trình bày mục III.5 Hình IV.2-22: Mối liên hệ độ võng cáp xác suất an tồn, sàn nhịp 7,5m - Cơng trình văn phịng NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 112 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Bảng IV.2-22: Tổng hợp kết đánh giá xác suất an tồn khơng an tồn độ võng cáp thay đổi, sàn văn phòng BTCT ƯLT nhịp 7,5m Độ võng cáp thay đổi từ từ h = 9,8cm đến h = 11,8cm 9,8 10 10,2 10,4 10,6 10,8 11 11,2 11,4 11,6 11,8 Ps 0,96777 0,98721 0,99499 0,99827 0,99948 0,99983 0,99996 0,99999 1,00000 1,00000 1,00000 Pf 0,03223 0,01279 0,00501 0,00173 0,00052 0,00017 0,00004 0,00001 0,00000 0,00000 0,00000 Kết đánh giá xác suất Hình IV.2-22 Bảng IV.2-22 cho thấy ảnh hưởng độ võng cáp đến xác suất khơng an tồn lớn Thiết kế ban đầu, lựa chọn h = 10,8cm cho xác suất khơng an tồn Pf = 0, 00017 Khi độ võng cáp lắp đặt thực tế thấp 1cm ( h = 9,8cm ) xác suất khơng an tồn cao Pf = 0, 03223 Trong thực tế, độ võng cáp lắp đặt khống chế kê chế tạo sẵn với độ xác cao Tuy nhiên, cáp lắp đặt nằm 02 lớp thép cấu tạo chịu lực sàn, lớp thép thường không đảm bảo chiều cao làm việc sai sót q trình lắp đặt gây ảnh hưởng lớn đến độ võng cáp, ảnh hưởng lớn đến ĐTC thiết kế ban đầu Nhận xét: Qua kết đánh giá xác suất an tồn mục IV.2.8, cần có quy định chặt chẽ thi công nghiệm thu sàn BTCT ƯLT Đặc biệt công tác lắp đặt cốt thép để đảm bảo chiều cao làm việc cáp IV.2.9 Đánh giá độ tin cậy kết theo chương trình lập Đã so sánh việc tính tổn hao ứng suất tính ứng suất bê tơng với chương trình tính thơng dụng khác Microsoft Office Exel cho kết tương đồng Đã kiểm tra độ xác phương pháp nhận dạng thơng số từ hàm mật độ xác suất lựa chọn với số liệu thống kê thực tế cho kết phù hợp Đã so sánh kết tính theo phương pháp Monte Carlo với phương pháp tính khác số độ tin cậy β Hasofer - Lind cho thấy kết gần Như kết tính tốn ĐTC theo chương trình lập tin cậy IV.3 PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT Các kết nghiên cứu tính tốn ĐTC kết cấu sàn BTCT ƯLT từ mục IV.2.2 đến mục IV.2.8 vấn đề mặt kỹ thuật cần xem xét thiết kế, thi công sàn BTCT ƯLT Tuy nhiên, vấn đề cần quan tâm thiết kế nào, vấn đề kinh tế Việc tối ưu hoá thiết kế sở xem xét ĐTC đề cập nghĩa xem xét thiết kế cho đảm bảo ĐTC cho trước với giá thành hợp lý Mục IV.3 luận án đề cập đến phân tích kinh tế kỹ thuật 06 thiết kế trình bày mục IV.2.1 Ví dụ tính tốn mục II.4 rằng, chiều dày sàn Ds tăng lên, lượng cáp N giảm ngược lại để đảm bảo thiết kế theo tiêu chí kiểm sốt vết nứt sàn Như vậy, với cơng trình, có nhiều lựa chọn thiết kế khác Câu hỏi đặt là, dùng lựa chọn để vừa đảm bảo an tồn cơng trình lại vừa tiết kiệm chi phí Trong mục này, luận án phân tích ảnh hưởng lựa chọn thiết ĐTC giá thành cơng trình cho thiết kế điển hình giới thiệu mục IV.2 Giá thành cơng trình xét chi phí NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 113 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật bê tông sàn cáp theo định mức Việt Nam, chưa bao gồm thay đổi chi phí kết cấu theo phương đứng, móng hay thép thường sàn với lựa chọn thiết kế khác Đối với thiết kế sàn cơng trình văn phịng chung cư nhịp 12m trình bày mục IV.2.1, tiến hành xác định ĐTC với lựa chọn Ds N khác Sau đó, so sánh ĐTC giá thành cơng trình tương ứng với lựa chọn để có lựa chọn thiết kế hợp lý IV.3.1 Độ tin cậy giá thành phụ thuộc vào lựa chọn N Ds khác Hình IV.3-1 Hình IV.3-2 thể phụ thuộc ĐTC giá thành cơng trình vào Ds N thiết kế sàn nhà văn phòng chung cư nhịp 12,0m Hình IV.3-1: Độ tin cậy (trái) giá thành m2 (phải) sàn nhà văn phòng nhịp 12,0m với lựa chọn khác chiều dày sàn Ds số lượng cáp N Hình IV.3-2: Độ tin cậy (trái) giá thành m2 (phải) sàn nhà chung cư nhịp 12,0m với lựa chọn khác chiều dày sàn Ds số lượng cáp N IV.3.2 Bảng tra độ tin cậy giá thành phụ thuộc vào lựa chọn N Ds khác Bảng IV.3-1 Bảng IV.3-2 thể số liệu cụ thể tương ứng với Hình IV.3-1 Hình IV.3-2 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 114 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Bảng IV.3-1: Độ tin cậy Ps (trên) giá thành (dưới, *103 VNĐ/m2) cơng trình nhà văn phòng nhịp 12,0m với lựa chọn khác chiều dày sàn Ds số lượng cáp N N Ds (cm) 31,0 31,5 32,0 32,5 33,0 33,5 34,0 34,5 35,0 35,5 36,0 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 0,00000 0,00000 0,00100 0,01000 0,06583 0,22747 0,49548 0,75463 0,91724 0,97976 0,99619 0,99950 1,0000 1,00000 1,00000 1175,42 1188,33 1201,25 1214,17 1227,08 1240,00 1252,92 1265,83 1278,75 1291,67 1304,58 1317,50 1330,42 1343,33 1356,25 0,00000 0,00020 0,00540 0,04654 0,18651 0,44781 0,72281 0,90341 0,97559 0,99560 0,99941 0,99993 1,00000 1,00000 1,00000 1185,42 1198,33 1211,25 1224,17 1237,08 1250,00 1262,92 1275,83 1288,75 1301,67 1314,58 1327,50 1340,42 1353,33 1366,25 0,00000 0,00340 0,03123 0,14472 0,39013 0,68161 0,88323 0,97027 0,99457 0,99935 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1195,42 1208,33 1221,25 1234,17 1247,08 1260,00 1272,92 1285,83 1298,75 1311,67 1324,58 1337,50 1350,42 1363,33 1376,25 0,00220 0,01440 0,10701 0,32312 0,62789 0,85393 0,96222 0,99277 0,99905 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1205,42 1218,33 1231,25 1244,17 1257,08 1270,00 1282,92 1295,83 1308,75 1321,67 1334,58 1347,50 1360,42 1373,33 1386,25 0,01080 0,07188 0,26008 0,55762 0,81625 0,94878 0,99006 0,99865 1,00000 0,99999 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1215,42 1228,33 1241,25 1254,17 1267,08 1280,00 1292,92 1305,83 1318,75 1331,67 1344,58 1357,50 1370,42 1383,33 1396,25 0,04244 0,19285 0,47436 0,76653 0,93070 0,98594 0,99807 0,99982 0,99998 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1225,42 1238,33 1251,25 1264,17 1277,08 1290,00 1302,92 1315,83 1328,75 1341,67 1354,58 1367,50 1380,42 1393,33 1406,25 0,12971 0,38555 0,70034 0,90157 0,97880 0,99692 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1235,42 1248,33 1261,25 1274,17 1287,08 1300,00 1312,92 1325,83 1338,75 1351,67 1364,58 1377,50 1390,42 1403,33 1416,25 0,29159 0,61057 0,85944 0,96775 0,99496 0,99945 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1245,42 1258,33 1271,25 1284,17 1297,08 1310,00 1322,92 1335,83 1348,75 1361,67 1374,58 1387,50 1400,42 1413,33 1426,25 0,51066 0,79909 0,94858 0,99157 0,99916 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1255,42 1268,33 1281,25 1294,17 1307,08 1320,00 1332,92 1345,83 1358,75 1371,67 1384,58 1397,50 1410,42 1423,33 1436,25 0,72082 0,91865 0,98496 0,99825 0,99983 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1265,42 1278,33 1291,25 1304,17 1317,08 1330,00 1342,92 1355,83 1368,75 1381,67 1394,58 1407,50 1420,42 1433,33 1446,25 0,87126 0,97331 0,99647 0,99979 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1275,42 1288,33 1301,25 1314,17 1327,08 1340,00 1352,92 1365,83 1378,75 1391,67 1404,58 1417,50 1430,42 1443,33 1456,25 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 115 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Bảng IV.3-2: Độ tin cậy Ps (trên) giá thành (dưới, *103 VNĐ/m2) cơng trình nhà chung cư nhịp 12,0m với lựa chọn khác chiều dày sàn Ds số lượng cáp N N Ds (cm) 32,0 32,5 33,0 33,5 34,0 34,5 35,0 35,5 36,0 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 0,00000 0,00020 0,00200 0,01280 0,05415 0,16441 0,35692 0,58568 0,78385 0,90739 0,96930 0,99173 0,99811 0,99963 1,00000 1324,58 1337,50 1350,42 1363,33 1376,25 1389,17 1402,08 1415,00 1427,92 1440,83 1453,75 1466,67 1479,58 1492,50 1505,42 0,00020 0,00300 0,01200 0,05368 0,16488 0,36184 0,59797 0,79554 0,91766 0,97340 0,99282 0,99851 0,99975 1,00000 1,00000 1334,58 1347,50 1360,42 1373,33 1386,25 1399,17 1412,08 1425,00 1437,92 1450,83 1463,75 1476,67 1489,58 1502,50 1515,42 0,00160 0,01040 0,04992 0,15985 0,35659 0,59978 0,79849 0,92160 0,97599 0,99388 0,99878 0,99979 1,00000 1,00000 1,00000 1344,58 1357,50 1370,42 1383,33 1396,25 1409,17 1422,08 1435,00 1447,92 1460,83 1473,75 1486,67 1499,58 1512,50 1525,42 0,00700 0,04560 0,15009 0,35226 0,59127 0,80148 0,92409 0,97632 0,99455 0,99885 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1354,58 1367,50 1380,42 1393,33 1406,25 1419,17 1432,08 1445,00 1457,92 1470,83 1483,75 1496,67 1509,58 1522,50 1535,42 0,03903 0,13664 0,33215 0,57862 0,79267 0,91993 0,97643 0,99447 0,99904 1,00000 0,99997 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1364,58 1377,50 1390,42 1403,33 1416,25 1429,17 1442,08 1455,00 1467,92 1480,83 1493,75 1506,67 1519,58 1532,50 1545,42 0,11907 0,30674 0,56177 0,78261 0,91828 0,97510 0,99460 0,99903 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1374,58 1387,50 1400,42 1413,33 1426,25 1439,17 1452,08 1465,00 1477,92 1490,83 1503,75 1516,67 1529,58 1542,50 1555,42 0,28154 0,53171 0,76401 0,91213 0,97344 0,99398 0,99900 0,99982 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1384,58 1397,50 1410,42 1423,33 1436,25 1449,17 1462,08 1475,00 1487,92 1500,83 1513,75 1526,67 1539,58 1552,50 1565,42 0,49377 0,74166 0,90036 0,97047 0,99372 0,99892 0,99985 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1394,58 1407,50 1420,42 1433,33 1446,25 1459,17 1472,08 1485,00 1497,92 1510,83 1523,75 1536,67 1549,58 1562,50 1575,42 0,70548 0,88416 0,96599 0,99312 0,99866 0,99983 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1,00000 1404,58 1417,50 1430,42 1443,33 1456,25 1469,17 1482,08 1495,00 1507,92 1520,83 1533,75 1546,67 1559,58 1572,50 1585,42 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 116 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Nhận xét Hình IV.3-1 Hình IV.3-2 liên hệ ĐTC giá thành với chiều dày sàn số lượng cáp lựa chọn thiết kế, dễ dàng thấy, thiết kế, với số lượng cáp xác suất an toàn tăng chiều dày sàn tăng với lựa chọn chiều dày sàn xác suất an toàn tăng theo tăng lên số lượng cáp Kết hoàn toàn phù hợp với thực tế Hình IV.3-1, Hình IV.3-2, Bảng IV.3-1 Bảng IV.3-2 cho phép xác định ĐTC phương án thiết kế Hơn nữa, so sánh nhiều phương án thiết kế nhằm lựa chọn phương án thiết kế hợp lý Ví dụ nhận xét Hình IV.3-2, lựa chọn Ds = 33, cm, N = 63 ; Ds = 34, cm, N = 61 ; Ds = 35,0 cm, N = 59 Ds = 36, cm, N = 57 Tra Bảng IV.3-2, lựa chọn có ĐTC tương tự khoảng Ps = 0, 999 lại có giá thành khác 1473,75; 1467,92 1462,08 1456,25 nghìn VNĐ/m2 Như rõ ràng lựa chọn thứ tư ( Ds = 36, cm, N = 57 ) cho chi phí xây dựng sàn nhỏ Qua nhận xét cho thấy, ĐTC, lựa chọn thiết kế có chiều dày sàn lớn cho giá thành nhỏ Tương tự, với lựa chọn thiết kế Ds = 33,5 cm, N = 59 Ds = 35,5 cm, N = 56 cho thấy, với giá thành, lựa chọn thiết kế có chiều dày sàn lớn cho ĐTC cao IV.3.3 Nhận xét Qua phân tích kinh tế kỹ thuật cho 02 ví dụ thiết kế trình bày mục IV.3.1và mục IV.3.2 cho thấy, với thiết kế cụ thể, cho phép người thiết kế lựa chọn phương án khác chiều dày sàn Ds số lượng cáp N Khi toán đặt vấn đề kinh tế ĐTC người thiết kế dễ dàng lựa chọn phương án thiết kế hợp lý Việc xây dựng thành cơng chương trình phân tích kinh tế kỹ thuật thiết kế sàn BTCT ƯLT trình bày mục IV.3.1 mục IV.3.2 giúp người thiết kế sử dụng chương trình có bảng tra mối liên hệ ĐTC thiết kế theo tiêu chí kiểm sốt vết nứt sàn với giá thành cơng trình phần sàn, chiều dày sàn số lượng cáp lựa chọn Tuy nhiên, luận án dừng lại việc đánh giá mối liên hệ ĐTC giá thành sở xem xét giá bê tông sàn cáp ƯLT chưa xem xét đến thay đổi giá thành phần thép sàn việc tăng giảm chiều dày sàn tác động đến giá thành kết cấu theo phương đứng phần móng Vì vậy, nghiên cứu sinh kiến nghị cần có nghiên cứu ĐTC sàn BTCT ƯLT theo điều kiện khác nhau, khơng hạn chế điều kiện kiểm sốt vết nứt sàn theo ứng suất cho phép, điều kiện độ võng giới hạn, điều kiện chịu cắt hay chọc thủng sàn, điều kiện bền, v.v để có thông tin tổng hợp đánh giá mối liên hệ ĐTC giá thành KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA CHƯƠNG Đã xây dựng chương trình tính tổn hao ứng suất, chương trình tính ứng suất kết cấu sàn BTCT ƯLT (xem phụ lục 6) chương trình tính độ tin cậy sàn BTCT ƯLT (RPS) ngơn ngữ lập trình Python Sử dụng chương trình xây dựng để đánh giá ĐTC thiết kế sàn BTCT ƯLT CSBD theo tiêu chí kiểm sốt vết nứt sàn Việc xác định số vòng lặp cần thiết mô Monte Carlo xét đến sở hội tụ giá trị xác suất xác định theo tiêu chuẩn định NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 117 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng tổn hao ứng suất đến ĐTC kết cấu sàn BTCT ƯLT CSBD từ mục IV.2.2 đến mục IV.2.8, có nhận xét kiến nghị sau: + Với lựa chọn ứng suất thiết kế tiền định ban đầu khác nhau, đánh giá xác suất an toàn (ĐTC) cho kết khác Ứng với ví dụ khảo sát, lựa chọn ứng suất thiết kế nguy hiểm nằm phạm vi từ khoảng 90% đến 95% ứng suất cho phép xác suất khơng an toàn đạt nằm phạm vi từ khoảng 0,012% đến 0,826% + Với toán cụ thể, dễ dàng lựa chọn ứng suất thiết kế xác suất an toàn cho trước Các kết tính tốn rằng, lựa chọn ứng suất thiết kế gần sát với ứng suất cho phép, xác suất khơng an tồn cao, xấp xỉ khoảng 5% đến 10% Việc thay đổi lực kéo cáp Ppj làm giảm đáng kể xác suất khơng an tồn Pf Đối với thiết kế có ứng suất sát với ứng suất cho phép cần xem xét việc điều chỉnh lực kéo cáp q trình thi cơng để đảm bảo xác suất khơng an tồn đủ nhỏ Việc điều chỉnh lực kéo cáp thực nhỏ ƯLT giới hạn Khi người thiết kế lựa chọn lực kéo cáp sát ƯLT giới hạn cần thận trọng việc lựa chọn ứng suất thiết kế nhỏ ứng suất cho phép lượng đủ đảm bảo để xác suất khơng an tồn chấp nhận Ngược lại lực kéo cáp lựa chọn nhỏ ƯLT giới hạn lượng vừa đủ để điều chỉnh tăng q trình thi cơng lựa chọn ứng suất thiết kế tương đối sát với ứng suất cho phép + Yếu tố nhiệt độ độ ẩm có ảnh hưởng đáng kể đến ĐTC cơng trình Vì cần thiết phải xem xét yếu tố nhiệt độ độ ẩm môi trường trình sử dụng từ khâu thiết kế Đặc biệt lưu ý cơng trình có sử dụng điều hoà liên tục ngày kéo dài nhiều năm + Chùng ứng suất sai số độ võng cáp thi cơng lắp đặt có ảnh hưởng đến ĐTC cơng trình Tuy nhiên hạn chế số liệu thu thập nên vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu + Có thể xây dựng đồ thị bảng tra ĐTC thiết kế sàn BTCT ƯLT CSBD giá thành tương ứng thay đổi lựa chọn thiết kế, cụ thể chiều dày sàn số lượng cáp Trên sở đó, người kỹ sư thiết kế lựa chọn phương án tối ưu theo tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 118 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Xây dựng hàm công theo tiêu chí kiểm sốt vết nứt sàn cho thiết kế sàn bê tông cốt thép ứng lực trước sử dụng tiêu chuẩn AS 3600-2009 với thông số: tiết diện ngang cáp A p ; mô đun đàn hồi cáp E p ; độ tụt neo cáp q trình kéo căng δL ; thơng số đặc trưng cho thi công (tỷ số độ dãn dài thực tế tính tốn) εL (mục III.1) Thiết lập thông số đặc trưng cho công tác thi công εL sở độ dãn dài thiết kế ∆L LT độ dãn dài thực tế ∆L TT (mục III.1.10) Xây dựng chương trình tính tổn hao ứng suất, chương trình tính ứng suất kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước (phụ lục 6) chương trình tính độ tin cậy kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính (RPS) ngơn ngữ lập trình Python (phụ lục 7) Khảo sát số ảnh hưởng yếu tố tiết diện ngang cáp A p ; mô đun đàn hồi cáp E p ; độ tụt neo cáp trình kéo căng δL ; thơng số đặc trưng cho thi công εL sở số liệu thu thập từ phịng thí nghiệm cơng trình thi công Việt Nam (phụ lục 8) Đồng thời khảo sát ảnh hưởng thông số khác đến tổn hao ứng suất cáp như: nhiệt độ, độ ẩm môi trường; chùng ứng suất cáp; độ võng cáp để đưa đánh giá định lượng Sử dụng chương trình lập đánh giá quan hệ giá thành độ tin cậy cơng trình làm sở để lựa chọn thiết kế hợp lý (mục IV.3) Từ kết tính tốn độ tin cậy đánh giá ảnh hưởng tổn hao ứng suất đưa kiến nghị khuyến cáo việc lựa chọn ứng suất thiết kế, lực kéo cáp xét đến ảnh hưởng điều kiện môi trường phục vụ cho tốn thiết kế, thi cơng khai thác sử dụng cơng trình (mục IV.2.2 đến mục IV.2.8) II KIẾN NGHỊ Luận án nghiên cứu phát triển theo hướng đánh giá độ tin cậy toán thiết kế theo điều kiện khác độ võng cho phép, khả chịu cắt, v.v… Các số liệu chùng ứng suất cáp; mô đun đàn hồi, cường độ bê tông; v.v cần thu thập thêm phục vụ tốn đánh giá độ tin cậy có kể đến biến động thông số NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 119 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC Đà CƠNG BỐ [1] Nguyễn Xuân Chính, Nguyễn Chí Hiếu Đánh giá độ tin cậy tình trạng kỹ thuật kết cấu xây dựng theo dấu hiệu mặt ngồi cơng trình Tạp chí KHCN Xây dựng số 1/2012 [2] Nguyễn Xuân Chính, Nguyễn Chí Hiếu Đánh giá độ tin cậy tình trạng kỹ thuật kết cấu xây dựng theo dấu hiệu mặt ngồi kết cấu Tạp chí KHCN Xây dựng số 2/2012 [3] Nguyễn Chí Hiếu, Nguyễn Xuân Chính Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước xây dựng dân dụng Tuyển tập báo cáo khoa học - Hội nghị Khoa học Công nghệ ngành Xây dựng giai đoạn 2001-2012 [4] Nguyễn Chí Hiếu Tổn hao ứng suất thiết kế sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau Tạp chí KHCN Xây dựng số 3+4/2013 [5] Nguyễn Chí Hiếu, Nguyễn Hồng Anh, Lê Văn Tư Hiệu ứng dụng kết cấu sàn bê tơng cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính xây dựng dân dụng Tuyển tập báo cáo - Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng, 2013 [6] Nguyễn Chí Hiếu, Nguyễn Hoàng Anh, Nguyễn Văn Việt Một số vấn đề cần lưu ý thi công nghiệm thu kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có bám dính Tuyển tập báo cáo - Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng, 2013 [7] Nguyễn Chí Hiếu, Nguyễn Xuân Chính Một số lưu ý thiết kế, thi cơng, nghiệm thu, sử dụng bảo trì kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước xây dựng dân dụng Tạp chí Xây dựng số 3/2014 [8] Nguyễn Chí Hiếu Ảnh hưởng thi cơng đến độ tin cậy sàn bê tông cốt thép ứng lực trước Tạp chí Kết cấu Cơng nghệ Xây dựng số 14, I-2014 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 120 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] QCVN 02:2009/BXD, Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Số liệu, điều kiện tự nhiên dùng XD [2] Kết cấu bê tông ứng suất trước Chỉ dẫn thiết kế theo TCXNVN 356:2005 [3] TCXDVN 389:2007, Sản phẩm bê tông ứng lực trước Yêu cầu kỹ thuật nghiệm thu [4] TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế [5] Phan Quang Minh (2007), Thiết kế sàn bê tông ứng lực trước, Trường ĐHXD Hà Nội [6] Lê Xuân Huỳnh (2013), Độ tin cậy tuổi thọ cơng trình, Trường ĐHXD Hà Nội [7] Phan Văn Khôi (2001), Cơ sở đánh giá độ tin cậy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [8] Nguyễn Văn Phó (2013), Độ tin cậy tuổi thọ cơng trình, Trường ĐHXD Hà Nội [9] Nguyễn Văn Phó (1993), “Một số giảng lý thuyết ĐTC tuổi thọ cơng trình”, Tài liệu cho lớp cao học - XD cơng trình, Đại học Xây dựng [10] Mai Châu Anh, Lê Ngọc Thạch (2006), "Đánh giá khả ổn định đàn hồi kết cấu vỏ thoải có mặt hình chữ nhật theo độ tin cậy", Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học tồn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ năm 2006 [11] Nguyễn Tuấn Anh (2006), "Đánh giá tuổi thọ lại kết cấu thép ăn mòn theo tiêu độ tin cậy", Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ năm 2006 [12] Bùi Đức Chính (2010), "Đánh giá độ tin cậy cầu bê tơng cốt thép khai thác", Tạp chí GTVT số 9/2010 [13] Nguyễn Xuân Chính (2000), “Phương pháp đánh giá ĐTC khung bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam”, Luận án TSKT, Viện KH CNXD [14] Nguyễn Xuân Chính (2003), “Xác định xác suất hư hỏng số tin cậy số cơng trình xây dựng”, Tuyển tập báo cáo khoa học - Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ hai cố hư hỏng cơng trình xây dựng tháng 12/2003 [15] Phạm Đức Cương (2007), “Tính tốn số cấu kiện bê tông cốt thép theo số độ tin cậy”, Tạp chí Xây dựng số 4/2007 [16] Đỗ Văn Đệ (2007), “Xác định độ tin cậy tải trọng sóng tác dụng lên cơng trình thuỷ kích thước lớn dạng khối tròn xoay phương pháp phần tử biên”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng số 1-09/2007 [17] Đỗ Văn Đệ (2010), “Tự động hố tính tốn tối ưu kết cấu dàn chịu tác động tải trọng sóng ngẫu nhiên theo tiêu chuẩn độ tin cậy”, Diễn đàn Khoa học Biển & bờ số 3/2010 [18] Nghiêm Quang Hà, Nguyễn Quang Huy (2003), "Một số vấn đề an tồn kết cấu dàn lưới khơng gian", Tuyển tập báo cáo khoa học - Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ hai cố hư hỏng cơng trình xây dựng tháng 12/2003 [19] Nguyễn Trọng Hà (2009), ‘’Độ nhạy độ tin cậy ứng dụng vào việc chọn phương án thiết kế hợp lý", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng số 1/2009 [20] Nguyễn Văn Huân, Phùng Vĩnh An (2003), “Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá mức độ an toàn dự báo tuổi thọ cống đê”, Tuyển tập báo cáo khoa học - Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ hai cố hư hỏng cơng trình xây dựng NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 121 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật [21] Phạm Khắc Hùng (2010), “Xây dựng điều kiện bền mở rộng để xác định độ tin cậy tổng thể đánh giá an tồn kết cấu cơng trình biển cố định thép, áp dụng cho điều kiện biển nước sâu Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển số 3/2010 [22] Lê Xuân Huỳnh, Lê Công Duy (2006), “Phương pháp đánh giá độ tin cậy mờ kết cấu khung”, Tạp chí Xây dựng số 11/2006 [23] Lê Xuân Huỳnh, Hoàng Xuân Long (2002), “Xác định quan hệ chi phí độ tin cậy kết cấu”, Tạp chí Xây dựng số 11/2002 [24] Nguyễn Thanh Hưng (2009), “Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy vào việc khảo sát đánh giá độ tin cậy sàn phẳng bê tơng dự ứng lực”, Tạp chí KHCN Xây dựng số 2/2009 [25] Nguyễn Xuân Khang, Nguyễn Xuân Thuyên (2008), “Hiện đại hoá thiết bị kéo căng, nâng cao chất lượng thi cơng kết cấu ứng suất trước”, Tạp chí GTVT số 10/2008, Diễn đàn phát triển GTVT [26] Lê Kiều (2005), "Bảo đảm tuổi thọ cơng trình từ khâu thiết kế", Tạp chí Xây dựng số 2/2005 [27] Nguyễn Hoàng Long, Phạm Cao Thăng (2008), “Ứng dụng mơ Monte Carlo tính tốn ĐTC kết cấu mặt đường cứng đường tơ”, Tạp chí GTVT số 8/2008 [28] Nguyễn Hữu Lộc, Đinh Lê Cao Kỳ (2009), “Thiết kế tối ưu kết cấu dựa độ tin cậy giải thuật di truyền”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam số 09/2009 [29] Bùi Đức Năng (2010), “Tính xác suất khơng hỏng kết cấu hệ có kể đến yếu tố ngẫu nhiên vật liệu, hình học kết cấu vật liệu”, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân 2010 [30] Hồng Quang Nhu (2007), “Phương pháp tính tổn hao ứng suất trước từ biến co ngót bê tơng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng số 1/2007 [31] Hoàng Quang Nhu (2007), “Nghiên cứu thực nghiệp xác định tổn hao ứng suất trước từ biến co ngót bê tơng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng số 3/2007 [32] Hoàng Quang Nhu (2008), “Xây dựng hàm biểu diễn tổn hao ứng suất trước từ biến co ngót bê tông từ kết thực nghiệm”, Tạp chí KHCN XD số 4/2008 [33] Nguyễn Văn Phó, Nguyễn Xuân Chính (1997), “Một số phương pháp gần xác định số ĐTC cơng trình”, Tuyển tập hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ [34] Nguyễn Văn Phó, Nguyễn Xn Chính, Tạ Thanh Vân (2006), "Một phương pháp đánh giá độ tin cậy cơng trình", Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học tồn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ năm 2006 [35] Đỗ Ngọc Tú (2006), "Tính độ tin cậy cột điện chịu gió bão", Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ năm 2006 [36] Nguyễn Hùng Tuấn, Lê Xuân Huỳnh (2009), “Quy trình đánh giá độ tin cậy kết cấu theo mơ hình mờ cho nhà chung cư”, Tạp chí Xây dựng số 12/2009 [37] Nguyễn Vi (2009), "Mô phân bố độ bền nội lực cấu kiện chịu tải để xác định độ tin cậy cơng trình cảng", Tạp chí GTVT số 1+2/2009 [38] Nguyễn Vi (2010), "Độ tin cậy ổn định chung mái dốc", Tạp chí GTVT số 9/2010 [39] Nguyễn Vi, Trần Tuấn Anh (2010), “Xác định độ tin cậy tường chắn cứng”, Tạp chí Hàng hải Việt Nam số 7/2010 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 122 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật [40] Nguyễn Vi, Vũ Lê Minh (2012), “Tính tốn ổn định trượt sâu tường cừ có neo theo quan điểm xác suất”, Diễn đàn Khoa học Biển & bờ số tết 1-2 năm 2012 [41] Nguyễn Đình Xân, Nguyễn Thạc Vũ (2003), “Nghiên cứu độ tin cậy kết cấu dạng hỗn hợp - cung thể thao”, Tuyển tập báo cáo khoa học - Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ hai cố hư hỏng cơng trình xây dựng tháng 12/2003 [42] ACI 318-08, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, An ACI Standard [43] AS 3600 Supp 1-1994, Concrete structures - Commentary (Supplement to AS 36001994), AS 3600 Supplement 1-1994 [44] AS 3600-1994, Concrete structures Australian StandardR [45] AS 3600-2001, Concrete structures Australian StandardTM [46] AS 3600-2009, Concrete structures Australian StandardR [47] AS/NZS 1170.0:2002, Structural design actions, Australian/New Zealand Standard™ [48] ASTM A416-2006, Standard Specification for Steel Strand, Uncoated Seven-Wire for Prestressed Concrete [49] BS EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2: Design of Concrete structures, British Standard [50] Eurocode 0, Basic of structural design [51] ISO 2394 (1998), General Principles on Reliability for Structures [52] ГОСТ Р 54257-2010, Надежность строительных консрукций и оснований – Основные положения и требования [53] Post-Tensioned Concrete Design Manual (2010), Design of Slabs, Beams and Foundations Reinforced and Post-Tensioned Concrete/version 12 December 2010, ISO SAF120108M5-Rev2 Berkeley, California, USA [54] Achintya Haldar, Sankasan Mahadevan (2000), Probability, Reliability and statistical methods in engineering design, John Wiley and Sons Inc New York, Toronto, Singapor [55] Andrzej S Nowark, Kevin R Collins (2000), Reliability of structures, Mc.Graw Hill [56] G Augusti, A Barrata, F Casciati (1998), Probabilistic methods on structural engineering, London, New York Champman and Hall [57] Benjamin, J R and A Cornell (1970), Probability, Statistics and Decision for Civil Engineers, McGraw-Hill Book co [58] V.V Bolotin (1982), Methods of probability and reliability theory in the calculation of structures, Moscow [59] V.V Bolotin (1995), Statistical methods in structural mechanics, Moscow [60] Bjorck, A., (1996), Numerical methods for Least Squares Problems, SIAM [61] Bruno Sudret (2007), Uncertainty propagation and sensitivity analysis in mechanical models Contributions to structural reliability and stochastic spectral methods, Université BLAISE PASCAL NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang 123 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật [62] O Difleven, H.O Madse (1996), Structural reliability methods, John Wiley and Sons [63] Edward G Nawy (2009), Prestressed concrete, A Fundamental approach, Firth edition update ACI, AASHTO, IBC 2009 Codes version [64] Hami, A E and B Radi (2013), Uncertainty and Optimization in Structural Mechanics, Wiley [65] M.K.Hurst MSc, DIC, MICE, MIStruct.E, Prestressed Concrete Design - Second edition [66] Jann, B., (2007), Univariate kernel density estimation, Technical report, ETH Zurich, Switzerland [67] Kobayashi, H., B Mark and W Turin (2012), Probability, Random Processes and Statistical Analysis, Cambridge University Presss [68] Kong & Evans (1995), Reinforced and prestressed concrete, third edition, Chapmal & Hall [69] Lejeune, M., (2010), Statistique: La théorie et ses applications, Springer [70] Lemaire, M (2005), Fiabilité des structures: Couplage mescano-fiabiliste statique, HERMES [71] T.Y.LIN, Ned H Burns, Design of Prestressed Concrete Structures - Third edition [72] Matsumoto, M., T Nishimura (1998), Mersenne Twister: A 623-dimensionally equidistributed uniform pseudorandom number generator, ACM Trans Model Comp Simul [73] Mendenhall, W., R.J Beaver and B.M Beaver (2009), Introduction to Probability and Statistics, Brooks/Cole, Cengage Learning [74] Open TURNS Reference Guide (2013), Technical report, EDF-EADS-PhiMeca, France [75] Paul Zia, H Kent Preston, Norman L Scott, and Edwin B Workman (1979), Estimating Prestress losses, Concrete International/june 1979 [76] V.D Raizer (1998), Theory of reliability in structural design, Moscow [77] Renaud Favre, Jean-Paul Jaccoud, Olivier Burdet et Hazem Charif (1997), Dimensionnement des Structures en Béton, volume 8, Presses Polytechnique et Universitaires Romandes [78] Rjanitzyne, A R (1959), Calcul la Rupture et Plasticité des Constructions, Eyrolles, Paris [79] Robert, C.P., G Casella (2004), Monte Carlo Statistical Methods, SPINGER [80] R F Warner, B V Rangan, A S Hall, K A Faulkes, Concrete Structures [81] Saporta, G (2006), Probabilité, analyse des donneés et statistique, Editions Technip, 2nd edtition [82] Sudret, B (2007), Uncertainty propagation and sensitivity analysis in mechanical models Contributions to structural reliability and stochastic spectral methods, HDR, Blaise Pascal university, Clermont Ferrand, France [83] Wand, M.P., M.C Jones, (1995), Kernel Smoothing, CHAPMAN & HALL NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 124 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật [84] Adrian Pauw (1960), “Static Modulus of Elasticity of Concrete as Affected by Density”, Journal of American Concrete Institute/december 1960 [85] Ali S AI-Harthy, Dan M Frangopol, Fellow (1994), “Reliability assessment of prestressed concrete beams”, J Struct Eng 1994.120:180-199 [86] Christopher D Eamon, Elin Jensen (2012), “Reliability analysis of prestressed concrete beams exposed to fire”, Engineering Structures 43 (2012) 69-77 [87] Chunguang Lan, Zhi Zhou, Jinping Ou (2012), “Full-Scale Prestress Loss Monitoring of Damaged RC Structures Using Distributed Optical Fiber Sensing Technology”, Sensors 2012, 12, 5380-5394 [88] Chunguang Lan, Zhi Zhou, Minghua Huang, Jianping He and Jinping Ou (2011), “Monitoring Prestressing Loss Based on Brillouin and FBG Smart Steel Strands”, Pacific Science Review, vol 12, no 2, 2011, pp 236~242 [89] Ed Cross (Technical Director, Austress Freyssinet Pty Ltd), BE, Grad.Dip (Tech.Mgt), MIEAust, CPEng, “Post-Tensioning in Buiding Structures” [90] Fabio Biondini, Franco Bontempi, Dan M Frangopol, Pier Giorgio Malerba (2004), “Reliability of material and geometrically non-linear reinforced and prestressed concrete structures”, Computers and Structures 82 (2004) 1021-1031 [91] Gordon Clark, “A review of the development of prestressed concrete”, Gifford.uk.com [92] A S Al-Harthy and D M Frangopol (1997), “Integrating system reliability and optimization in prestressed concrete design”, Computers & Structures Vol 64, No 14, pp 729-735, 1997 [93] Hasofer, A M and N C Lind (1974), “Exact and invariant second moment code format”, Journ Eng Mechanics Div., vol 100: 111-121 [94] Jin Cheng (2013), “Serviceability Reliability Analysis of Prestressed Concrete Bridges”, KSCE Journal of Civil Engineering (2013) 17(2):415-425 [95] P Mwanza, A Scanlon (2000), “Bayesian prediction of prestress loss in prestressed concrete bridge girders”, 8th ASCE Specialty Conference on Probabilistic Mechanics and Structural Reliability, MPC2000-065 [96] Palle Thoft, Christensen, Michael J Baker (1986), “Application of structural systems reliability theory springe”, Verlag Berlin Heidelberg, New Yord, Tokyo [97] M.D Pandey, M.A Nessim (1996), “Reliability-based inspection of post-tensioned concrete slabs”, Can J Civ Eng 23: 242-249 (1996) [98] M.D Pandey (1997), “Reliability-based assessment of integrity of bonded prestressed concrete containment structures”, Nuclear Engineering and Design 176 (1997) 247260 [99] Patrick Anderson, Martin Hansson, Sven Thelandersson (2008), “Reliability-based evaluation of the prestress level in concrete containments with unbonded tendons”, Structural Safety 30 (2008) 78-89 [100] R.G Pillai*, M.D Hueste, P Gardoni, D Trejo, K.F Reinschmidt (2010), “Time-variant service reliability of post-tensioned, segmental, concrete bridges exposed to corrosive environments”, Engineering Structures 32 (2010) 2596_2605 NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 125 Luận án Tiến sĩ kỹ thuật [101] Rosenblatt, M (1952), “Remarks on a multivariate transformation”, The Ann Math Stat., vol 23: 470-472 [102] Samer Barakat, Khaldoon Bani-Hani, Mohammed Q Taha (2004), “Multi-objective reliability - based optimization of prestressed concrete beams”, Structural Safety 26 (2004) 311-342 [103] Sigit Darmawan, Mark G Stewart (2007), “Spatial time-dependent reliability analysis of corroding pretensioned prestressed concrete bridge girders”, Structural Safety 29 (2007) 16-31 [104] THAMARIE JAYASINGHE (2011), “Prediction of Time-dependent Deformations in Posttensioned Concrete Suspended Beams and Slabs in Tall Buildings”, A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy School of Civil, Environmental and Chemical Engineering RMIT University, Australia, April 2011 [105] Thomas J D'Arcy, George D Nasser, S.K Ghosh (2003), “Building Code Provisions for Precast/Prestressed Concrete: A Brief History”, Historical - Technical Series, PCI 50th Anniversary [106] Thomas J Vincent (2008), “Prediction of deformations in post-tensioned prestressed suspended slabs in tall buildings”, A Thesis submitted fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering The University of Adelaide (Faculty of Engineering), July 2008 [107] Tyson Dinges (2009), “The history of prestressed concrete: 1888 to 1963”, Master of Science at Kansas State University NCS Nguyễn Chí Hiếu - Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Trang 126