Bài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình

Bài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà Nội Bài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà NộiBài thu hoạch : độ tin cậy và tuổi thọ công trình Lớp cao học xây dựng cầu hầm đại học xây dựng hà Nội

Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Phần i: giới thiệu phân công nhiệm vụ a Giới thiệu : Lý thuyết Độ tin cậy (ĐTC) đợc xây dựng phát triển dựa sở môn lý thuyết xác suất (LTXS), thống kê toán học (TKTH) lý thuyết trình ngẫu nhiên (QTNN) từ năm 1930 Lý thuyết ĐTC xuất phát từ nhu cầu đánh giá kiểm tra chất lợng sản phẩm khí, thiết bị máy, hàng hoá đặc biệt mặt hàng chất l ợng cao sản xuất hàng loạt, công trình lớn đợc xem vĩnh cửu Tuy nhiên thực tế có nhiều công trình XD bị phá hoại trớc thời gian dự tính, ví dụ: Nhà máy điện nguyên tử Trenôbn; cầu Rào (Hải Phòng); rạp hát Nguyễn Trãi (Hà Đông)và nhiều công trình nhỏ bị cố Mặt khác công trình xây dựng ngày có qui mô lớn, phức tạp mặt kết cấu, sử dụng loại vật liệu mới, đa dạng tác động đòi hỏi chuyên gia phải nghiên cứu độ tin cậy, dự báo tuổi thọ kết cấu công trình mô hình hoá hệ thống kết cấu công trình theo lý thuyết ĐTC Có thể chia trình nghiên cứu thành giai đoạn: Nghiên cứu bản: bao gồm việc nghiên cứu yếu tố có chất ngẫu nhiên tác động lên KCCT nh: động đất, gió, bão, sóng dẫn đến toán ĐLH ngẫu nhiên (tính chất ngẫu nhiên tác động đầu vào) Nghiên cứu yếu tố ngẫu nhiên thân KCCT nh vật liệu, cấp phối, kích thớc hình học, sơ đồ biến dạngdẫn đến việc nghiên cứu toán tử ngẫu nhiên mô tả chất KCCT Nghiên cứu xử lý kết toán (các phản ứng KCCT) để đánh giá làm việc an toàn, mức độ rủi ro dự báo tuổi thọ kết cấu công trình Nghiên cứu ứng dụng: Vận dụng lý thuyết chung vào lớp toán khác KCCT xây dựng đặc thù hệ kết cấu tác động nguyên nhân bên Trên sở kết nghiên cứu ứng dụng hình thành việc xây dựng qui phạm chuyên nghành Đặc điểm giai đoạn việc xử lý khối lợng lớn thông tin trớc sau thời điểm xem xét đánh giá Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết ĐTC đặc biệt có ý nghĩa lĩnh vực mà cấu kiện công trình xây dựng đợc chuẩn hoá sản xuất hàng loạt theo qui mô công nghiệp, thời gian khai thác công trình vĩnh cửu Ví dụ panel cột điện bê tông, ống cống, cột điện thép, khung nhà công nghiệp tiền chế Bài thu hoạch môn học Độ tin cậy tuổi thọ công trình ví dụ tính toán độ tin cậy dự báo tuổi thọ phận kết cấu công trình cụ thể Yêu cầu tập bao gồm : Sử dụng kết cấu theo đề thiết kế, lựa chọn biến ngẫu nhiên (Độ bền ngẫu nhiên tham số kích thớc hình học tải trọng ngoài) Giả thiết biến ngẫu nhiên có phân bố chuẩn với trung bình giá trị thiết kế có Giả định độ lệch chuẩn biến ngẫu nhiên nói theo tỉ lệ % giá trị trung bình GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang1 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Tính độ tin cậy phần tử kết cấu Đánh giá độ tin cậy kết cấu Xây dựng toán xác định tuổi thọ mỏi kết cấu hệ chịu tải trọng động tập trung P(t) = Psinrt Giả định quy luật ăn mòn tiết diện A(t) = A0e-t , xác định tuổi thọ theo điều kiện đảo bảo độ tin cậy bền (Giả thiết số liệu cần thiết cho tính toán sử dụng tài liệu nghiên cứu nớc) theo hai phơng án Kết luận chung I lựa chọn kết cấu để tính toán - Sơ đồ kết cấu đợc lựa chọn theo TCVN đợc thiết kế - Để đơn giản không tính tổng quát, sơ đồ kết cấu đợc lựa chọn dàn phẳng tĩnh định có kích thớc thông số đầu vào nh hình vẽ: + Sơ đồ kết cấu: dàn thép tĩnh định + Lựa chọn tiết diện tải trọng nh sau: GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang2 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Trong : P = P0sinrt, P0 = 7500 (kG) l=1.3m; h=3.0m Tiết diện dàn dùng loai thép ống đờng kính d(m), đờng kính D(m), chiều dài t(m) Sử dụng thép CT3 có : Rk = Rn = R = 2100 kG / cm , E = 2,1.106 kG / cm Tiết diện đợc chọn theo điều kiện bền + Các biến ngẫu nhiên : Độ bền vật liệu : R Tải trọng : P Kích thớc : a Chiều cao dàn : h Diện tích tiết diện : A II giả định độ lệch chuẩn biến ngẫu nhiên + Độ lệch chuẩn đại lợng ngẫu nhiên : R = 4,5% R , P =16% P , A = 5,5% A , f = 4,5% f III Tính độ tin cậy phần tử kết cấu GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang3 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Tính độ tin cậy phần tử kết cấu 3.1 Nội lực thanh: Nội lực đợc xác định phầm mềm Sap 2000 Kết tính toán đợc thể hình vẽ bảng sau: Kết tính toán đợc thể bảng sau: Li(m) Ni lc h tiThanh trng P=1 gõy GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit 3.2696 3.2696 i -2.52 -2.52 P (kG)NiNlc i=iP (kG) h 7500 -18900.00 7500 -18900.00 ti trng P gõy Trang4 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 3.2696 3.2696 3.0000 3.2696 3.2696 3.2696 3.0000 3.2696 3.2696 3.0000 3.2696 3.0000 1.3000 1.3000 1.3000 1.3000 1.3000 1.3000 -2.52 -2.52 9.23 -2.52 -2.52 -2.52 6.92 -2.52 -2.52 4.62 -2.52 2.31 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 -18900.00 -18900.00 69225.00 -18900.00 -18900.00 -18900.00 51900.00 -18900.00 -18900.00 34650.00 -18900.00 17325.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Nhận xét hệ kết cấu: Qua kết tính toán nội lực với sơ đồ cho thấy: nội lực nằm ngang (thanh 15, 16, 17, 18, 19, 20) có nội lực hoàn toàn phù hợp với kết cấu hệ dàn chọn Các có tác dụng làm giảm chiều dài tự kết cấu chịu kéo nén giữ cho ổn định chịu lực (BBH) Vì có nội lực 0, ta lựa chọn diện tích tiết diện nhỏ chịu lực Tuy nhiên để đơn giản tính toán ta chọn tất hệ dàn có diện tích tiết diện 3.2 Xác định kích thớc tiết diện theo điều kiện bền: Diện tích tiết diện chịu đợc xác định theo công thức: Ayc = N R Trong đó: Ayc diện tích tiết diện yêu cầu N lực dọc tính toán hệ số điều kiện làm việc: =1 kéo dàn thờng =0.8 bụng chịu nén =0.9 cánh chịu nén R cờng độ tính toán thép Kết tính toán đợc thể bảng sau: Thanh Ni (kG) R (kG/cm2) -18900.00 2100 GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit 0.9 Ayc (cm2) -10.00 Achọn (cm2) 40 Trang5 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 -18900.00 -18900.00 -18900.00 69225.00 -18900.00 -18900.00 -18900.00 51900.00 -18900.00 -18900.00 34650.00 -18900.00 17325.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 2100 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 -10.00 -10.00 -10.00 32.96 -10.00 -10.00 -10.00 24.71 -10.00 -10.00 16.50 -10.00 8.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 3.3 Đánh giá ĐTC phần tử: Thực đánh giá ĐTC (theo số độ tin cậy ) phần tử hệ bền xem xét kích thớc hình học, mô đuyn đàn hồi E đại lợng ngẫu nhiên phân phối chuẩn với độ lệch từ 4% - 7%; Độ lệch chuẩn tải trọng P từ 15%20%; ứng suất cho phép [] 4,5% Công thức xác định số độ tin cậy : = RS ^ ^ X R+ X S Trong đó: R kỳ vọng khả nội kết cấu: Xét điều kiện bền: Rk = Rn = 2100 (kG/cm2) S kỳ vọng tác dụng bên kết cấu: R: ứng suất nguy hiểm cấu kiện cần xét XR độ lệch chuẩn khả nội kết cấu: ^ X R = 4.5% Rk ,n = 0.045 x 2100 = 94.5( kG / cm ) XS độ lệch chuẩn tác dụng bên kết cấu (phụ thuộc biến ngẫu nhiên) - Xác định ứng suất nguy hiểm cấu kiện: GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang6 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Ni = i P Ni =P i Ai Ai i = Với i số biết Kết tính toán thể bảng sau: Thanh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 i -2.52 -2.52 -2.52 -2.52 9.23 -2.52 -2.52 -2.52 6.92 -2.52 -2.52 4.62 -2.52 2.31 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 P (kG) 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 Ni (kG) Achọn (cm2) -18900.00 40 -18900.00 40 -18900.00 40 -18900.00 40 69225.00 40 -18900.00 40 -18900.00 40 -18900.00 40 51900.00 40 -18900.00 40 -18900.00 40 34650.00 40 -18900.00 40 17325.00 40 0.00 40 0.00 40 0.00 40 0.00 40 0.00 40 0.00 40 (kG/cm2) 472.500 472.500 472.500 472.500 1730.625 472.500 472.500 472.500 1297.500 472.500 472.500 866.250 472.500 433.125 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 - Xác định độ lệch chuẩn ứng suất tải trọng tác dụng: ^ X i X = f Pi fA = f Ai ^ X ^ fP ^ X = ^ +X fP ^ X Pi ^ X Ai fA i 16% P Ai = 2i i Pi 5.5% A Ai = Kết tính toán đợc thể bảng sau: Thanh 10 i -2.52 -2.52 -2.52 -2.52 9.23 -2.52 -2.52 -2.52 6.92 -2.52 P (kG) 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Ai (cm2) XfP(kG/cm2) 40 -75.60 40 -75.60 40 -75.60 40 -75.60 40 276.90 40 -75.60 40 -75.60 40 -75.60 40 207.60 40 -75.60 XfA(kG/cm2) 25.99 25.99 25.99 25.99 -95.18 25.99 25.99 25.99 -71.36 25.99 Xi(kG/cm2) 79.94 79.94 79.94 79.94 292.80 79.94 79.94 79.94 219.52 79.94 Trang7 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 -2.52 4.62 -2.52 2.31 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 7500.00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 -75.60 138.60 -75.60 69.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 25.99 -47.64 25.99 -23.82 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 79.94 146.56 79.94 73.28 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - Xác định xác suất làm việc an toàn (ĐTC) phần tử theo điều kiện bền: Từ độ tin cậy tính đợc P = () cách tra bảng có sẵn dùng hàm NORMSDIST Excell để tính toán Kết tính toán thể bảng sau: Thanh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 R (kG/cm2) S (kG/cm2) 2100 472.50 2100 472.50 2100 472.50 2100 472.50 2100 1730.63 2100 472.50 2100 472.50 2100 472.50 2100 1297.50 2100 472.50 2100 472.50 2100 866.25 2100 472.50 2100 433.13 2100 0.00 2100 0.00 2100 0.00 2100 0.00 2100 0.00 2100 0.00 M (kG/cm2) 1627.50 1627.50 1627.50 1627.50 369.38 1627.50 1627.50 1627.50 802.50 1627.50 1627.50 1233.75 1627.50 1666.88 2100.00 2100.00 2100.00 2100.00 2100.00 2100.00 XR (kG/cm2) 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 94.5 XS (kG/cm2) 79.94 79.94 79.94 79.94 292.80 79.94 79.94 79.94 219.52 79.94 79.94 146.56 79.94 73.28 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 XM (kG/cm2) 123.78 123.78 123.78 123.78 307.68 123.78 123.78 123.78 239.00 123.78 123.78 174.39 123.78 119.58 94.50 94.50 94.50 94.50 94.50 94.50 13.15 13.15 13.15 13.15 1.20 13.15 13.15 13.15 3.36 13.15 13.15 7.07 13.15 13.94 22.22 22.22 22.22 22.22 22.22 22.22 IV.Tính độ tin cậy hệ kết cấu - Hệ kết cấu dàn ghép tĩnh định, cần dàn bị phá huỷ hệ biến hình (phá huỷ) - Do sơ đồ độ tin cậy hệ sơ đồ nối tiếp nh hình vẽ: - Độ tin cậy hệ dàn: GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit S tin cy ca h kt cu Trang8 P=() 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.8850 1.0000 1.0000 1.0000 0.9996 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Phệ = 20 Pi = 0.8847 = 88.47% V Tính độ tin cậy độ võng (chuyển vị cho phép) 5.1 Xác định chuyển vị lớn dàn: - Chuyển vị lớn dàn điểm đỉnh dàn, đợc xác định theo công thức tính toán chuyển vị theo học kết cấu: N0 N f d = Pi ki EAi i =1 - Thực nhân biểu đồ Vêrexagin biểu đồ N 0Pi Nki ta xác điịnh đợc chuyển vị điểm đỉnh dàn 20 N0 N f d = Pi ki = 81Ph / EA EAi i =1 - Thay số vào ta đợc: fd = 2.17(cm) 20 5.2 Xác định độ lệch chuẩn chuyển vị: - Từ công thức tính chuyển vị điểm đỉnh dàn cho thấy f d =f(P, h, E, A) ^ X fd ^ X = fP - Xác định độ lệch thành phần: fP = f Pi fh = f hi fA = f Ai fE = f Ei ^ X ^ X ^ X ^ X ^ X fd X fE + X fA hi = 81P 5%h = 0.1085(cm) EA Ai = 81Ph 5.5% A = 0.0030(cm) EAi2 Ei = 81Ph 4.5% E = 0.0976(cm) Ai E ^ X + 81h 16% P = 0.3471(cm) EA ^ X fh ^ = ^ X X ^ Pi ^ X + ^ = 0.34712 + 0.10852 + 0.00302 + 0.09762 =0.3766(cm) 5.3 Xác định xác suất làm việc an toàn (ĐTC) hệ dàn: - Xác định số độ tin cậy chuyển vị cho phép điểm đỉnh dàn: Giả thiết chuển vị cho phép lớn điểm đỉnh dàn: R= [ f d ] = h/100 = 300/100 = 3(cm) S = 2.17(cm): Là chuyển vị điểm đỉnh dàn - Độ lệch chuẩn chuyển vị cho phép: GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit ^ X R = [ f d ] *4.5% = 3*0.045=0.135(cm) Trang9 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh - Độ lệch chiẩn chuyển vị điểm đỉnh dàn: - Chỉ số độ tin cậy: R S = ^ ^ R S X +X = ^ X S = ^ X fd =0.3766(cm) 2.17 0.1352 + 0.3766 = 2.075 - Từ độ tin cậy tính đợc P = () cách tra bảng có sẵn dùng hàm NORMSDIST Excell để tính toán P = () = 0.981= 98.1% VI Đánh giá theo khoảng: 20 - Độ tin cậy bé nhất: Ps (min) = Psi = 0.8847*0.9810 = 0.8679 = 86.79% i =1 - Độ tin cậy lớn nhất: Ps (max) = max( Psi ) = 0.9810 = 98.10% - Xác suất an toàn hệ: 86.79% < Ps < 98.10% - Nhận xét hai cách tính ĐTC hệ theo sơ đồ điện theo phơng pháp đánh giá theo khoảng: + Xác suất an toàn bền hệ bé xác suất an toàn chuyển vị hay độ tin cậy chuyển vị hệ cao độ tin cậy bền hệ Điều có nghĩa khả phá hoại độ bền lớn sớm độ cứng + Phơng pháp đánh giá ĐTC hệ theo khoảng cho thấy, xác suất an toàn hệ nằm khoảng (86.79% - 98.10%) Đánh giá ĐTC hệ theo sơ đồ điện cho ta giá trị cụ thể (88.47%) giá trị nằm khoảng tin cậy phù hợp VII xác định tuổi thọ mỏi kết cấu: - Xây dựng toán xác định tuổi thọ mỏi kết cấu hệ chịu tải trọng động tập trung P(t) = Pi.sinrt - Biết P(t) = Pi.sinrt, r = vòng/phút - Với tần suất : p1= 60% ; p2 = 30% ; p3 =10% (P1 < P2< P3) - Tính tuổi thọ kết cấu theo điều kiện bền, biết P(t) = P i.sinrtvới tần số: - P1 = 7.5(T) chiếm 60% - P2 = 9(T) chiếm 30% - P3 = 9.75(T) chiếm 10% 7.1 Xác định nội lực, ứng suất hệ kết cấu: Dùng SAP2000 xác định nội lực tơng ứng với giá trị tải trọng tác động lên hệ Lập bảng tính ứng suất lớn vị trí tính toán theo trạng thái chịu lực hệ Giá trị ứng suất cho bảng: GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang10 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Bảng tính ứng suất chịu kéo nén: Thanh 10 11 12 13 14 15 16 17 i -2.52 -2.52 -2.52 -2.52 9.23 -2.52 -2.52 -2.52 6.92 -2.52 -2.52 4.62 -2.52 2.31 0.00 0.00 0.00 P (kG) P P P P P P P P P P P P P P P P P GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Ni=iP (kG) -2.52xP -2.52xP -2.52xP -2.52xP 9.23xP -2.52xP -2.52xP -2.52xP 6.92xP -2.52xP -2.52xP 4.62xP -2.52xP 2.31xP 0xP 0xP 0xP Achọn (cm2) 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 =Ni/Ai 0.063xP 0.063xP 0.063xP 0.063xP 0.231xP 0.063xP 0.063xP 0.063xP 0.173xP 0.063xP 0.063xP 0.116xP 0.063xP 0.058xP 0xP 0xP 0xP Trang11 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 18 19 20 0.00 0.00 0.00 P P P 0xP 0xP 0xP 40.00 40.00 40.00 0xP 0xP 0xP 7.2 Tuổi thọ hệ kết cấu theo quan điểm tổn thơng tích luỹ: - Tuổi thọ hệ kết cấu thời gian hệ kết cấu làm việc trạng thái an toàn Xét theo trạng thái bền tuổi thọ hệ kết cấu thời gian làm việc kết cấu đến xuất phá hoại bền phần tử làm kết cấu bị biến hình - Các phần tử hệ phá hoại bền theo nguyên tắc lần lợt từ phần tử có ứng suất lớn đến phần tử có ứng suất nhỏ hơn.Nh xét tuổi thọ hệ kết cấu (về bền) xét lần lợt tuổi thọ phần tử có ứng suất lớn kết cấu đến chúng bị phá hoại làm hệ bị biến hình - Từ kết qủa tính ứng suất cho thấy phần tử số có ứng suất lớn Bảng tính ứng suất theo trạng thái tải trọng Pi là: Pi (KG) I (kG/cm2) P1 7.5*103 1730.625 P2 9*103 2076.750 P3 9.75*103 2249.813 - Xét hệ kết cấu phần tử số bị phá hoại làm hệ biến hình (phá hoại) - Nh tuổi thọ hệ kết cấu cho tuổi thọ phần tử số - Tuổi thọ phần tử số tính theo quan điểm tổn thơng tích luỹ, có công thức: < T >= p N i T i i Trong đó: : Là tuổi thọ trung bình hệ kết cấu pi : Tần xuất trạng thái Pi, qi xuất toàn tuổi thọ phần tử Ti : Trung bình chu kì tác động trạng thái Pi Ti = GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit 1 = (ph) = 0.5*60 = 30 (s) ri Trang12 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh (MPa) 400 300 200 100 10 10 10 10 10 n Đờng cong mỏi vật liệu thép Ni: Là số chu trình ứng suất gây phá huỷ mỏi (phụ thuộc vào ứng suất gây mỏi i tra đồ thị phụ thuộc loại vật liệu) i (kG/cm2) Ni 1730.625 < T1 >= 2076.750 10.8*109 2249.813 10.5*107 1 = p p p p N i T N T + N T + N T i i 1 2 3 Tuổi thọ kết cấu tính theo tổn thơng tích luỹ : < T >= 0.6 0.3 0.1 + + *30 10.8*10 *30 10.5*103 *30 T = = 3.061*106 (s) 3.061*106 = 0.097 (năm) 60*60*24*365 VIII Xác định tuổi thọ ăn mòn kết cấu GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang13 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Khi tiết diện bị ăn mòn, ta dễ dàng nhận thấy dàn trở thành cấu dẫn đến sập đổ 20 dàn bị phá huỷ Tức có dàn bị ăn mòn tiết diện đến mức tiết diện không đủ khả chịu lực Vì tuổi thọ kết cấu bị ăn mòn khoảng thời gian ngắn dàn bị ăn mòn đến tiết diện không đủ khả chịu lực Diện tích tiết diện yêu cầu Ayc diện tích tiết diện thực chọn A chọn đợc thể bảng sau: Thanh 10 11 12 13 14 15 16 GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Ayc (cm2) 10.00 10.00 10.00 10.00 32.96 10.00 10.00 10.00 24.71 10.00 10.00 16.50 10.00 8.25 0.00 0.00 Achọn (cm2) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Ti (năm) 138.629 138.629 138.629 138.629 19.345 138.629 138.629 138.629 48.150 138.629 138.629 88.552 138.629 157.867 "không xét" "không xét" Trang14 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 17 18 19 20 0.00 0.00 0.00 0.00 Từ phơng trình A = Ao e t ta suy t = 40 40 40 40 "không xét" "không xét" "không xét" "không xét" Ao ln A Từ ta xác định đợc tuổi thọ thanh, ví dụ với số ta có : t1 = Ao 40 ln = ln = 138.63 (năm) A 0.01 10 Tiến hành tơng tự ta có tuổi thọ lại nh bảng Từ kết bảng ta nhận thấy : Thời gian nhanh để dàn bị ăn mòn đến mức không đủ khả chịu lực t5 = 19.35 (năm) Vậy tuổi thọ kết cấu bị ăn mòn T = 19.35 (năm) IX Kết luận chung Ngày nay, tính toán độ tin cậy đánh giá tuổi thọ công trình xây dựng việc quan trọng; đặc biệt đánh giá độ tin cậy tuổi thọ lại công trình xây dựng Việc tính toán độ tin cậy tuổi thọ công trình giúp ta dự đoán đợc khả làm việc an toàn tuổi thọ công trình, từ đa đợc định cần thiết lúc để bảo dỡng, tăng tuổi thọ công trình phá bỏ công trình tránh sụp đổ gây hậu nghiêm trọng Tính toán độ tin cậy tuổi thọ công trình chủ yếu dựa vào số liệu thu thập sử lý dựa sở lý thuyết xác suất thống kê Qua toán cho ta thấy đợc chất lợng công trình xây dựng từ thiết kế, triển khai xây dựng, vật liệu đa vào sử dụng xây dựng trình khai thác sử dụng định độ tin cậy tuổi thọ công trình Chất l ợng thiết kế thi công xây dựng cao, sai số chất lợng vật liệu thi công nhỏ độ tin cậy công trình cao tuổi thọ dài Ngoài trình khai thác sử dụng đóng vai trò quan trọng việc kéo dài tuổi thọ công trình Việc sử dụng công trình đồ án thiết kế, tải trọng không thay đổi lớn thời gian sử dụng, thành phần tải trọng bất lợi xuất (xác suất xuất tải trọng bất lợi nhỏ) đồng thời thờng xuyên tu bảo dỡng công trình, giảm thiểu tối đa ăn mòn tác động môi trờng tới hệ kết cấu nhân tố quan trọng việc kéo dài tuổi thọ công trình ***** GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang15 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang16 [...]... tính toán độ tin cậy và tuổi thọ các công trình giúp ta dự đoán đợc về khả năng làm việc an toàn và tuổi thọ của công trình, từ đó có thể đa ra đợc các quyết định cần thiết và đúng lúc để bảo dỡng, tăng tuổi thọ công trình hoặc phá bỏ công trình tránh sụp đổ gây hậu quả nghiêm trọng Tính toán độ tin cậy và tuổi thọ công trình chủ yếu dựa vào các số liệu thu thập và sử lý dựa trên cơ sở lý thuyết xác... thống kê Qua bài toán này cho ta thấy đợc rằng chất lợng các công trình xây dựng từ khi thiết kế, triển khai xây dựng, vật liệu đa vào sử dụng trong xây dựng và quá trình khai thác sử dụng sẽ quyết định độ tin cậy và tuổi thọ của công trình Chất l ợng thiết kế và thi công xây dựng càng cao, sai số trong chất lợng vật liệu và thi công càng nhỏ thì độ tin cậy của công trình càng cao và tuổi thọ càng dài... - Nh vậy tuổi thọ hệ kết cấu đã cho chính là tuổi thọ của phần tử số 5 - Tuổi thọ của phần tử số 5 tính theo quan điểm tổn thơng tích luỹ, có công thức: < T >= 1 p N i T i i Trong đ : : Là tuổi thọ trung bình của hệ kết cấu pi : Tần xuất trạng thái Pi, qi xuất hiện trong toàn bộ tuổi thọ của phần tử Ti : Trung bình chu kì tác động ở trạng thái Pi Ti = GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh... trên ta nhận thấy : Thời gian nhanh nhất để 1 thanh bất kỳ trong dàn bị ăn mòn đến mức không đủ khả năng chịu lực là t5 = 19.35 (năm) Vậy tuổi thọ của kết cấu khi bị ăn mòn là T = 19.35 (năm) IX Kết luận chung Ngày nay, tính toán độ tin cậy và đánh giá tuổi thọ các công trình xây dựng là một trong những việc rất quan trọng; đặc biệt là đánh giá độ tin cậy và tuổi thọ còn lại của các công trình xây dựng... trình, giảm thiểu tối đa sự ăn mòn do tác động của môi trờng tới hệ kết cấu cũng là một nhân tố quan trọng trong việc kéo dài tuổi thọ của công trình ***** GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang15 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang16 ... 0.063xP 0.116xP 0.063xP 0.058xP 0xP 0xP 0xP Trang11 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 18 19 20 0.00 0.00 0.00 P P P 0xP 0xP 0xP 40.00 40.00 40.00 0xP 0xP 0xP 7.2 Tuổi thọ hệ kết cấu theo quan điểm tổn thơng tích lu : - Tuổi thọ của một hệ kết cấu là thời gian của hệ kết cấu đó làm việc trong trạng thái an toàn Xét theo trạng thái bền thì tuổi thọ của hệ kết cấu là thời gian làm việc của kết cấu... Ngoài ra quá trình khai thác sử dụng cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc kéo dài tuổi thọ của công trình Việc sử dụng công trình đúng đồ án thiết kế, tải trọng không thay đổi lớn trong thời gian sử dụng, các thành phần tải trọng bất lợi ít xuất hiện (xác suất xuất hiện của các tải trọng bất lợi là nhỏ) đồng thời thờng xuyên duy tu bảo dỡng công trình, giảm thiểu tối đa sự ăn mòn do tác động của... ri 2 Trang12 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh (MPa) 400 300 200 100 4 0 10 5 10 6 7 10 8 10 10 n Đờng cong mỏi của vật liệu thép Ni: Là số chu trình ứng suất gây phá huỷ mỏi (phụ thu c vào ứng suất gây mỏi i tra đồ thị phụ thu c loại vật liệu) i (kG/cm2) Ni 1730.625 < T1 >= 2076.750 10.8*109 2249.813 10.5*107 1 1 = p p p p N i T N 1 T + N 2 T + N 3 T i i 1 1 2 2 3 3 Tuổi thọ kết cấu tính... "không xét" "không xét" Trang14 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh 17 18 19 20 0.00 0.00 0.00 0.00 Từ phơng trình A = Ao e t ta suy ra t = 40 40 40 40 "không xét" "không xét" "không xét" "không xét" 1 Ao ln A Từ đó ta xác định đợc tuổi thọ của từng thanh, ví dụ với thanh số 1 ta có : t1 = 1 Ao 1 40 ln = ln = 138.63 (năm) A 0.01 10 Tiến hành tơng tự ta có tuổi thọ của các thanh còn lại nh ở bảng... T N 1 T + N 2 T + N 3 T i i 1 1 2 2 3 3 Tuổi thọ kết cấu tính theo tổn thơng tích luỹ là : < T >= 1 0.6 0.3 0.1 + + 5 *30 10.8*10 *30 10.5*103 *30 T = = 3.061*106 (s) 3.061*106 = 0.097 (năm) 60*60*24*365 VIII Xác định tuổi thọ ăn mòn kết cấu GVHD: GS.TS Lờ Xuõn Hunh Hc viờn: Phm Anh Kit Trang13 Bi thu hoch: tin cy & tui th cụng trỡnh Khi tiết diện các thanh bị ăn mòn, ta dễ dàng nhận thấy dàn sẽ