thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUYẾT NGẪU NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY TS. Mai Văn Công Trường Đại học Thủy lợi Delft 2004 Hà Nội 2006 HWRU/CE Project - TU Delft ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BIỂN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUYẾT NGẪU NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY TS. Mai Văn Công Trường Đại học Thủy lợi (in lần thứ nhất) Mã hiệu giáo trình: HWRU/CE-D02-04 HWRU/CE Project - TU Delft iii LỜI CẢM ƠN Giáo trình “Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy” được thực hiện trong khuôn khổ dự án hợp tác HWRU-CE, “Nâng cao năng lực đào tạo ngành kỹ thuật bờ biển trường Đại học Thủy Lợi”. Dự án được thực hiện dưới sự tài trợ của Đại Sứ Quán Vương quốc Hà Lan tại Việt Nam với sự tham gia cộng tác của các đối tác phía Delft, Hà Lan bao gồm: Trường Đại học Công nghệ Delft (TUDellft), Viện Thủy lực Delft (Delft Hydraulics), Viện đào tạo Quốc tế các vấn đề về nước (UNESCO-IHE Delft) và Bộ Gia o thông Công chính và Công trình công cộng Hà Lan (RIKZ). Nội dung phần lý thuyết của giáo trình này là sự tiếp thu có chọn lọc từ hai nguồn tài liệu tham khảo chính: (i) Probabilistic design, Bài giảng cho sinh viên đại học và cao học trường Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan do Gs. Han Vrijling và Dr. Pieter van Gelder biên soạn năm 2000; (ii) CUR 190, Probabilistic design in Civil Engineering do RIKZ/CUR xuất bản năm 1997. Giáo trình này được chuẩn bị và thực hiện theo hai giai đoạn: Giai đoạn I, biên soạn bản Tiếng Anh, tại Trường Đại học Công nghệ Delft (2004); Giai đoạn 2, biên dịch bản Tiếng Việt, tại Trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội (2005). Trong quá trình thực hiện giai đoạn I tác giả nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình của các tổ chức, cá nhân phía đối tác Delft, Hà Lan. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ir. Wilfred Molenaar, Dr. Pieter van Gelder và Gs. Han Vrijling, khoa Xây dựng, TU- Delft về sự cộng tác và góp ý nhiệt tình trong các vấn đề chuyên môn. Tác giả xin cảm ơn Ir. Michel Tonneijck, cố vấn trưởng dự án HWR U-CE, cùng ban lãnh đạo và nhân viên Phòng hợp tác quan hệ Quốc tế CICAT, TU-Delft đã tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian thực hiện biên soạn giáo trình bản Tiếng Anh tại Hà Lan. Trong quá trình thực hiện biên dịch bản Tiếng Việt, tác giả xin đặc biệt cảm ơn PGS.TS. Vũ Minh Cát, Gs. Nguyễn Văn Mạo về những góp ý chuyên m ôn và các gợi ý trong sử dụng ngôn từ chuyên ngành. Tác giả xin chân thành cảm ơn ThS. Lê Hải Trung, CN. Lê Thị Kim Thoa về những đóng góp cụ thể trong quá trình biên soạn, hiệu chỉnh và hoàn thiện giáo trình này. Giáo trình này được in lần thứ nhất làm tài liệu học tập và tham khảo chính thức cho sinh viên trường Đại học Thủy lợi, chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Tác giả xin chân thành đón nhận những ý kiến góp ý của độc giả và đồng nghiệp để giáo trình đựơc hoàn thiện hơn trong các lần in sau. Mai Văn Công HWRU/CE Project - TU Delft iv MỤC LỤC CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC 7 1.1 Giới thiệu chung 7 1.2 Những tồn tại của phương pháp thiết kế truyền thống - Sự cần thiết ứng dụng thiết kế công trình theo lý thuyết độ tin cậy 8 1.3 Kết cấu bài giảng 9 CHƯƠNG 2 - PHÂN TÍCH RỦI RO 11 2.1 Giới thiệu chung 11 2.2 Cấp độ rủi ro chấp nhận được trong công tác phòng chống lũ 14 2.3 Các bước phân tích rủi ro 14 2.4 Chọn lọc nhanh cho phương án quy hoạch từng bước 15 2.4.1 Mô tả quy trình/quá trình hay đối tượng một cách hệ thống 15 2.4.2 Liệt kê khả năng xảy ra các sự cố ngoài ý muốn, các ảnh hưởng và hậu quả 15 2.4.3 Xác suất rủi ro thành phần: 16 2.4.4 Đánh giá và xác định rủi ro 17 2.4.5 Ra quyết định dựa vào kết quả quá trình phân tích rủi ro 17 2.4.6 Rủi ro chấp nhận được trong thực tế 17 2.5 Phân tích rủi ro và sơ đồ sự cố của hệ thống công trình phòng chống lũ 19 2.6 Các cấp độ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp 22 2.7 Phương pháp tất định 23 2.8 Phương pháp ngẫu nhiên 24 CHƯƠNG 3 - PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CỦA THÀNH PHẦN HỆ THỐNG 27 3.1 Tổng quan 27 3.2 Trạng thái giới hạn công trình, độ bền và tải trọng 27 3.3 Các phương pháp tính toán 30 3.4 Khái niệm về độ tin cậy phụ thuộc thời gian 30 CHƯƠNG 4 - CỞ SỞ TOÁN HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP NGẪU NHIÊN 28 4.1 Tính toán cấp độ III 28 4.1.1 Giải pháp cơ bản 28 4.1.2 Xác định điểm thiết kế theo phương pháp cấp độ III 30 4.2 Tính toán ở cấp độ II 30 4.2.1 Giới thiệu về phương pháp tính toán ở cấp độ II 30 4.2.2 Các hàm tin cậy phi tuyến 33 4.2.3 Các biến cơ sở không tuân theo luật phân phối chuẩn 39 4.2.4 Các biến ngẫu nhiên cơ sở phụ thuộc 41 4.3 Tính toán cấp độ I 41 4.3.1 Nguyên lý tính toán cấp độ I 41 4.3.2 Liên kết phương thức cấp độ I trong tính toán xác suất xảy ra sự cố 42 4.3.3 Chuẩn hóa các giá trị α 44 4.3.4 Tổ hợp tải trọng trong tính toán độ bền theo cấp độ I 45 HWRU/CE Project - TU Delft v CHƯƠNG 5 - PHÂN TÍCH TÍNH TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG 49 5.1 Giới thiệu về phương pháp phân tích độ tin cậy của hệ thống 49 5.2 Tính toán xác suất sự cố cho các hệ thống đơn giản 50 5.2.1 Xác suất sự cố của hệ thống nối tiếp 50 5.2.2 Xác suất sự cố của hệ thống song song 56 5.3 Phân tích hệ thống 58 5.3.1 Giới thiệu phương pháp phân tích hệ thống 58 5.3.2 Phương pháp FMEA (Phân tích các kiểu sự cố và những ảnh hưởng) 59 5.3.3 Phương pháp FMECA (Các kiểu sự cố, phân tích ảnh hưởng và các trạng thái giới hạn - Failure modes, Effects and Criticality Analyses) 61 5.3.4 Cây sự kiện 62 5.3.5 Cây sự cố 64 5.3.6 Sơ đồ nguyên nhân-hậu quả 69 5.4 Chỉ định xác suất xảy ra sự cố và xem xét hệ thống 70 5.4.1 Chỉ định xác suất xảy ra sự cố 70 5.4.2 Xem xét hệ thống 71 CHƯƠNG 6 – MÔ TẢ CƠ CHẾ XẢY RA SỰ CỐ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH PHÒNG CHỐNG LŨ VÀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN 74 6.1 Sóng tràn 74 6.1.1 Cơ chế sóng tràn 74 6.1.2 Hàm tin cậy của cơ chế sóng tràn. 74 6.2 Cơ chế chảy tràn 75 6.3 Cơ chế mất ổn định trượt mái-mất ổn định tổng thể 76 6.4 Cơ chế xói ngầm/đẩy trồi 77 6.4.1 Cơ chế xói ngầm 77 6.4.2 Hàm tin cậy của điều kiện (1) 78 6.4.3 Hàm tin cậy của điều kiện (2) 78 6.4.3.1 Tiêu chuẩn Blight 78 6.4.3.2 Mô hình Sellmeijer 78 6.5 Mất ổn định cấu kiện bảo vệ mái 79 CHƯƠNG 7 – PHÂN PHỐI CỦA CÁC BIẾN NGẪU NHIÊN ẢNH HƯỞNG ĐẾN XÁC SUẤT XẢY RA SỰ CỐ 86 7.1 Sự phân bố theo không gian và thời gian 86 7.2 Các thông số của biên địa kỹ thuật 88 7.3 Các đặc tính ngẫu nhiên của công trình bảo vệ bờ và công trình phòng chống lũ 90 7.3.1 Các biến ngẫu nhiên cơ bản của công trình bảo vệ vùng bờ và công trình phòng chống lũ 90 7.3.2 Các biến liên quan đến xác định kích thước hình học mặt cắt đê 90 HWRU/CE Project - TU Delft vi 7.4 Tổng kết chung 91 CHƯƠNG 8 - ỨNG DỤNG PPTKNN ĐÁNH GIÁ AN TOÀN HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ 92 8.1 Giới thiệu chung vùng dự án 92 8.2 Các vấn đề tồn tại 93 8.4 Tóm tắt lý thuyết 96 8.5 Đặt vấn đề - Xây dựng bài toán mẫu 99 8.6 Xác định xác suất xảy ra sự cố, đánh giá an toàn đê kè biển Nam Định 99 8.6.1 Sóng tràn và chảy tràn đỉnh đê 99 8.6.2 Mất ổn định kết cấu bảo vệ mái 102 8.6.3 Hiện tượng xói ngầm nền đê và đẩy trồi phía chân hạ lưu đê (Piping) 104 8.6.4 Mất ổn định trượt mái đê 106 8.6.5 Xói trước chân đê và chân kè (Sumer and Fredsoe,2001) 108 8.6.6 Tổng hợp xác suất phá hỏng đê biển Nam Định 109 8.7 Kết luận 110 CHƯƠNG 9 – MÔ HÌNH TRỢ GIÚP TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 113 9.1 BESTFIT - Ước lượng hợp lý tối đa hàm thống kê cho các biến ngẫu nhiên từ số liệu quan trắc-đo đạc (ước lượng sát nhất) 113 9.2 Mô hình VaP 114 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC 1.1 Giới thiệu chung Trong vài thập kỷ gần đây, công tác thiết kế đê, kè, đập và các công trình phòng c hống lũ khác đã có những phát triển đột biến. Trước đây, như thường lệ, đê đã được thiết kế chủ yếu dựa theo kinh nghiệm. Theo đó, cao trình đỉnh đê được xác định căn cứ vào mực nước lũ lớn nhất của các sự kiện lũ lịch sử có thể ghi chép được. Tại nhiều nơi trên thế giới việc thiết kế đê kè biển cũng như đê sông được dựa trên khái niệm “mực nước ứng với tần suất thiết kế”. Đối với đê biển mực nước này xác định dựa trên các số liệu thống kê và được gọi là Mực nước thiết kế, xác định dựa trên một tần suất thiết kế ha y tần suất xuất hiện. Tần suất xuất hiện của mực nước thiết kế được thành lập để dùng áp dụng rộng rãi như là một tiêu chuẩn an toàn cho vùng được bảo vệ bởi đê, nó được xây dựng căn cứ vào xác suất xảy ra ngập lụt. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng cho những trường hợp lý thuyết khi mà sự cố đê xảy ra do nguyên nhân lũ vượt quá mực nước thiết kế, nó không thích hợp khi sự cố khác xảy ra ứng với trường hợp mực nước lũ nhỏ hơn mực nước thiết kế. Tại Hà Lan, một đất nước đi đầu trong công tác phòng chống lũ và bảo vệ bờ biển, Hội đồng khoa học Đồng Bằng (The Delta Commision) 1 chỉ rõ rằng không nên đồng nhất xác suất xuất hiện mực nước thiết kế với xác suất xảy ra sự cố của hệ thống đê. Theo quan điểm đó, đê của Hà Lan được thiết kế với một độ dư an toàn khi mực nước thiết kế xuất hiện. Hệ quả là mực nước có thể gây thảm họa chắc chắn sẽ phải cao hơn mực nước thiết kế. Hội Đồng Đê Sông cũng nhận ra rằng do có rất nhiều yếu tố liên quan ảnh hưởng và phụ thuộc vì vậy xác suất xảy ra ngập lụt không chỉ xác định dựa trên tần suất vượt quá mực nước thiết kế. Trong t hực tế, với những trường hợp cụ thể đê đã có thể duy trì làm việc tốt và đứng vững trước mực nước tương đối lớn với một khoảng dư an toàn, tuy nhiên trong các trường hợp khác với mực nước thấp hơn, chưa chắc điều này đã đúng. Trong trường hợp tất cả các nguyên nhân xảy ra hư hỏng đê có thể liệt kê và xác suất xảy ra từng hư hỏng đó có thể chắc chắn được xác định thì về nguyên tắc có thể xác định được xác suất xảy ra ngập lụt. Do hiện tại các tính toán này chưa thể thực hiện ứng dụng dễ dàng tr ong thiết kế, vì vậy thiết kế đê hiện tại vẫn xác định tần suất thiết kế (tần suất vượt quá của các thông số tải trọng chính) dựa theo tần suất chấp nhận xảy ra ngập lụt. Căn cứ vào các vấn đề nêu trên, xác suất xuất hiện các thông số tải trọng chính được xây dựng trong tiêu chuẩn thiết kế và được chọn làm tiêu chuẩn đánh giá an toàn phòng chống lũ lụt. Tại Việt Nam, tần suất mực nước thiết kế vào khoảng 1/20 1 Delta Commission- Hội đồng khoa học Hà Lan về an toàn vùng đồng bằng HWRU/CE Project - TU Delft 8 đến 1/100, tần suất thiết kế lưu lượng (đối với đê sông) khoảng từ 1/50 đến 1/1000, giá trị này phụ thuộc mức độ quan trọng của khu vực được bảo vệ. Điều này được ghi nhận thành tiêu chuẩn và áp dụng rộng rãi, tuy nhiên phương pháp tiếp cận này như một công cụ tính toán được áp dụng cho tình huống bị động, " mong muốn điều gì đó sẽ tốt hơn". Theo ý tưởng của phương pháp luận nêu trên, người ta hoàn toàn có thể đưa ra một phương pháp tiếp cận mới trong thiết kế công trình với ý tưởng “Cần xem xét về mức độ có thể xây dựng tiêu chuẩn an toàn phòng chống lũ căn cứ vào phân tich rủi ro của tất cả cá c yếu tố liên quan”. Đây chính là lí do cơ bản cho sự phát triển "Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy". 1.2 Những tồn tại của phương pháp thiết kế truyền thống - Sự cần thiết ứng dụng thiết kế công trình theo lý thuyết độ tin cậy Phương pháp thiết kế truyền thống thông thường được gọi là phương pháp tất định (Deterministic Design). Theo phương pháp này các giá trị thiết kế của tải trọng và các tham số độ bền được xem là xác định, tương ứng với trường hợp và tổ hợp t hiết kế [6]. Ví dụ trong thiết kế công trình bảo vệ bờ biển, tương ứng với mỗi giá trị tần suất thiết kế, mực nuớc và chiều cao sóng được xác định và được coi là tải trọng thiết kế. Dựa vào tiêu chuẩn quy định thiết kế, hình dạng và các kích thước của công trình được xác định. Các tiêu chuẩn quy định này được xây dựng dựa trên các trạng thái giới hạn của các cơ chế phá hỏng, trong đó có kể đến số dư an toàn thông qua hệ số an toàn. The o phuơng pháp thiết kế tất định, công trình được coi là an toàn khi khoảng cách giữa tải và sức chịu tải đủ lớn để đảm bảo thoả mãn từng trạng thái giới hạn của tất cả các thành phần công trình. Một số hạn chế của phương pháp thiết kế tất định theo [8] như sau: - Trên thực tế, chưa xác định đư ợc xác suất phá hỏng của từng thành phần cũng như của toàn hệ thống. - Chưa xét đến tính tổng thể của một hệ thống hoàn chỉnh. - Trong thiết kế, chưa kể đến ảnh hưởng quy mô hệ thống (chiều dài tuyến đê ) của hệ thống. Đối với công trình phòng chống lũ và bảo vệ bờ, thiết kế hiện tại thường chỉ tính toán chi tiết tại một mặt cắt tiêu biểu và áp dụng tương tự cho toàn bộ chiều dài tuyến công trình (thiết kế đê sông, đê kè biển ). Tuy vậy, với cái nhìn trực quan chúng ta có thể nhận thấy rõ rằng xác suất xảy ra lũ sẽ tăng khi chiều dài hệ thống phòng chống lũ tăng. - Không so sánh được độ bền của các mặt cắt khác nhau về hình dạng và vị trí. - Không đưa ra được xác suất gây t hiệt hại và mức độ thiệt hại của vùng được bảo vệ ( Xác suất xảy ra sự cố công trình, xác suất xảy ra ngập lụt ) Phương pháp thiết kế công trình theo lý thuyết độ tin cậy được đưa ra nhằm thỏa mãn yêu cầu của thực tiễn đòi hỏi hạn chế tối đa những tồn tại nêu trên. Sự khác nhau căn bản giữa thiết kế truyền thống và thiết kế ngẫu nhiê n là ở chỗ, phương pháp thiết kế ngẫu nhiên dựa trên xác suất hoặc tần suất chấp nhận thiệt hại của vùng ảnh hưởng. Kết quả được đưa ra là xác suất hư hỏng của từng thành phần HWRU/CE Project - TU Delft 9 công trình và toàn bộ hệ thống. Vì vậy có thể nói thiết kế ngẫu nhiên là phương pháp thiết kế tổng hợp cho toàn thể hệ thống. 1.3 Kết cấu bài giảng Giáo trình này giới thiệu khái quát một số khái niệm trong thiết kế ngẫu nhiên và phân tích rủi ro cũng như các ứng dụng của nó trong thiết kế công trình thủy lợi. Tài liệu chủ yếu dựa trên kết quả nghiên cứu của Hội đồng tư vấn khoa học Hà Lan trong phòng chống lũ (the Dutch Technical Advisory Committee on Water Defenses-TAW) [1.1] và Trung tâm nghiên cứu tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Hà Lan, nhóm nghiên cứu ứng dụng các phương pháp ngẫu nhiên trong thiết kế (the Center for Civil Engineering Research Codes-CUR-Working Group “Probabilistic Methods”). Ngoài ra, các bài giảng "Thiết kế ngẫu nhiê n trong kỹ thuật xây dựng" do GS. Vrijling & Dr. Pieter van Gelder, trường Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan ("Probabilistic Design in civil engineering") biên soạn cũng là tài liệu tham khảo chính trong quá trình xây dựng giáo trình này. Giáo trình có tên đầy đủ là: "Thiết kế công trình theo phương pháp ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy". Tên gọi này đã bao gồm nội dung tổng quát của môn học. Để tiện trong các lần đề cập sau, có thể gọi tắt môn học với tiêu đề ngắn gọn hơn: " Thiết kế ngẫu nhiên" hoặc "Thiết kế bất định". Giáo tr ình bao gồm 9 chương. Chương 1 giới thiệu tổng quan về phương pháp tiếp cận, lịch sử phát triển và ứng dụng của môn học này trong kỹ thuật xây dựng nói chung và kỹ thuật thủy lợi nói riêng. Chương 2 của bài giảng đề cập đến các khái niện cơ bản liên quan đến lý thuyết phân tích rủi ro bao gồm: - Định nghĩa rủi ro, các dạng rủi ro. - Rủi ro, thiệt hại và các phương thức đánh giá rủi ro - Tính toán thiệt hại dựa vào sự cố ngoài ý muốn - Các mức độ chấp nhận rủi ro. Chương 3 cung cấp kiến thức cơ bản trong phân tích tin cậy của một thành phần hệ thống, một quá trình đơn lẻ hay một hệ thống con đơn giản. Theo đó, hàm tin cậy của một thành phần công trình đư ợc xây dựng trước hết dựa trên các trạng thái giới hạn công trình. Các phương pháp tiếp cận giải quyết hàm độ tin cậy được trình bày từ tổng quan đến chi tiết. Các dạng hàm tin cậy khác nhau thường gặp trong thực tế được nêu ra và minh họa bằng các ví dụ cụ thể. Phương pháp và cách tiếp cận trong phân tích tin cậy được chia theo ba cấp độ tính toán khác nhau, liên tiếp: phương pháp cấp độ III, II và I. Chương 4 trình bày cơ sở toán học trong tính toán thiết kế ngẫu nhiên và phân tích ti n cậy của một thành phần và một hệ thống theo từng cấp độ tính toán khác nhau. Chương 5 hướng vào phân tích độ tin cậy của hệ thống hoàn chỉnh bao gồm nhiều thành phần và các hệ thống con và cách xác định mức độ tin cậy của toàn hệ thống. Trong chương này, việc phân tích hàm tin cậy của các thành phần và toàn hệ thống chỉ đề cập đến các bài toán ổn định, hàm tin cậy không chứa yếu tố thời gian. Tuy nhiê n trong nhiều trường hợp hàm tin cậy có thể phụ thuộc theo thời gian, tùy thuộc vào HWRU/CE Project - TU Delft 10 từng hệ thống. Chương này cũng giới thiệu các quy tắc phân tích đối với hai hệ thống cơ bản: hệ thống nối tiếp và hệ thống song song. Chương 6 mô tả các cơ chế phá hỏng cơ bản liên quan đến hệ thống công trình phòng chống thiên tai và công trình bảo vệ bờ. Cách xây dựng hàm tin cậy cho các cơ chế xảy ra sự cố cũng được trình bày trong chương này. Trường hợp của Hà Lan, được xem là điểm k hởi đầu và tiên phong trong xây dựng quan điểm thiết kế này ứng dụng trong lĩnh vực phòng chống thiên tai và bảo vệ bờ, được đưa ra để phân tích. Có thể xem xét nó như một trường hợp nghiên cứu chung và có thể triển khai áp dụng được cho các trường hợp khác trong điều kiện Việt Nam. Sau khi có các hàm độ tin cậy, công việc quan trọng tiếp theo là tìm các hàm phân phối xác xuất phù hợp với các biến ngẫu nhiên liên quan. Chương 7 trình bày cách xác định các biến ngẫu nhiên l iên quan trong các hàm tin cậy. Đặc điểm của các biến ngẫu nhiên (loại phân phối và thông số thống kê) trong bài toán công trình biển phổ biến được nêu ra. Mỗi biến ngẫu nhiên riêng biệt sẽ được mô tả và sử dụng bằng một hàm mật độ phân phối xác suất gần đúng. Chương 8 giới thiệu tóm tắt ứng dụng phương pháp ngẫu nhiên trong đánh giá an toàn hệ thống công trình phòng chống lũ và bảo vệ bờ biển Việt Nam. Trường hợp nghiên cứu cụ thể áp dụng c ho vấn đề thực tế tại vùng bờ biển Nam Định được đưa ra làm ví dụ phân tích. Một số công cụ hỗ trợ và mô hình tính toán lập sẵn phục vụ trong ứng dụng phương pháp trong thực tế thiết kế được giới thiệu trong Chương 9. [...]... ỏn no cú th xut (da theo nh ngha v ri ro)? HWRU/CE Project - TU Delft 26 CHNG 3 - PHN TCH TIN CY CA THNH PHN H THNG 3.1 Tng quan Theo t in Oxford, tin cy c nh ngha l: Cht lng ca vic t nim tin m s tin cy hay s t tin cú th m bo: tin tng, an ton v chc chn tuyt i Vic tớnh toỏn xỏc sut mụ t mc din bin, mc xy ra ca mt s kin m dng nh nú din ra nh vy trong thc t Theo din gii ny, tin cy ca mt thnh phn... đối tợng phân tích rủi ro Tiêu chuẩn tham chiếu Mô tả hệ thống Liệt kê các sự cố và thảm họa có thể xảy ra Xác đinh xác suất xảy ra sự cố Kết hợp XS và thiệt hại định lợng hậu quả Tần suất và mức độ thiệt hại Rủi ro đánh giá điều chỉnh Tiêu chuẩn, tiêu chí Ra quyết định Cấp độ rủi ro chấp nhận Hỡnh 2.1 S quỏ trỡnh phõn tớch ri ro Hỡnh 1 mụ t cỏc thnh phn trong phõn tớch ri ro ca mt h thng theo phng... tham kho, ngi ta gi vic phõn tớch tin cy thụng qua xỏc nh xỏc sut xy ra s c l phõn tớch tin cy mang tớnh cú cu trỳc, hay phõn tớch tin cy kt cu hon chnh Trờn thc t, xỏc sut xy ra s c cng cú th c xỏc nh trc tip qua x lý s liu thng k ca quỏ trỡnh theo dừi, quan trc m khụng cn phõn tớch bn v ti trng Phng phỏp ny c gi l Phõn tớch tin cy theo phng phỏp Thng kờ Vic xỏc nh theo cỏch th hai ny ũi hi phi cú... cỏch thc phõn loi theo cp tớnh toỏn phõn tớch tin cy Theo s phõn loi ny, tớnh toỏn tin cy c phõn thnh 3 cp : Cp III: tớnh toỏn xỏc sut xy ra s c thụng qua xem xột hm phõn b mt xỏc sut ca tt c cỏc bin bn v ti trng Mc tin cy ca mt thnh phn liờn h trc tip vi xỏc sut xy ra s c Cp II: cp ny kt hp mt s th thut xỏc nh xỏc sut xy ra s c v t ú xỏc nh c tin cy Theo cp ny ũi hi hm tin cy phi c tuyn... nh Theo lý thuyt gii hn trung tõm, ti trng lu tớch thng tuõn theo lut phõn phi chun Phn trờn cho ta thy hm phõn b xỏc sut ca ti trng ph thuc vo bn cht ca ti trng, tui th cụng trỡnh v mụ hỡnh ng dng 3.3 Cỏc phng phỏp tớnh toỏn tin cy ca mt thnh phn ph thuc vo khong biờn d gia kh nng chu ng ca thnh phn ú (sc chu ti) so vi kh nng gõy ra s c h hng (ti trng) Khong biờn ny c tớnh toỏn cú th khỏc nhau theo. .. phm dng ny cú th h tr vic c lng chớnh mc tin cy i vi cỏc sn phm bn trong phõn tớch tin cy kt cu hon chnh, sau ny goi l phõn tớch tin cy cụng trỡnh, ph thuc vo mt s cỏc thụng s/tham s khỏc nhau Chng hn nh kh nng chng kộo ca mt thanh thộp ph thuc vo din tớch ti thiu mt ct ngang ca thanh v cng chng kộo ca nú HWRU/CE Project- TU Deflt 28 Khỏi nim bn nờn c hiu theo ngha rng Vớ d, trong phõn tớch ti chớnh... c phõn nhúm theo cỏc danh mc Yu t thi gian v v trớ cng úng vai trũ quan trng Vic phõn nhúm ti trng cng cú th dựng cho cỏc vn phi cụng trỡnh S phõn loi u tiờn l cn c theo tớnh bin i ca lc theo thi gian Ngi ta phõn bit ba loi ti trng: ti trng thng xuyờn, ti trng bin i v ti trng c bit Ti trng thng xuyờn c hiu l ti trng hin din trong khong thi gian di v khụng cú thay i hay ớt khi thay i ln theo thi gian... phõn tớch hm tin cy ph thuc thi gian 3.2 Trng thỏi gii hn cụng trỡnh, bn v ti trng Trng thỏi ngay trc khi xy ra s c gi l trng thỏi gii hn tin cy l xỏc sut m trng thỏi gii hn ny khụng b vt quỏ Núi cỏch khỏc, l xỏc sut m trng thỏi lm vic ca mt thnh phn cụng trỡnh khụng vt quỏ trng thỏi gii hn Ngi ta thng dựng cỏc trng thỏi gii hn xõy dng, thnh lp cỏc hm tin cy Cụng thc tng quỏt ca mt hm tin cy l: Z... trờn hm tin cy ca tng c ch phỏ hng Hm tin cy Z c thit lp cn c vo trng thỏi gii hn tng ng vi c ch phỏ hng ang xem xột, v l hm ca nhiu bin v tham s ngu nhiờn Theo ú, Z . " ;Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy& quot;. 1.2 Những tồn tại của phương pháp thiết kế truyền thống - Sự cần thiết ứng dụng thiết kế công trình theo lý thuyết. TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BIỂN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUYẾT NGẪU NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY TS. Mai Văn Công Trường Đại học Thủy lợi (in lần. pháp thiết kế truyền thống - Sự cần thiết ứng dụng thiết kế công trình theo lý thuyết độ tin cậy 8 1.3 Kết cấu bài giảng 9 CHƯƠNG 2 - PHÂN TÍCH RỦI RO 11 2.1 Giới thiệu chung 11 2.2 Cấp độ