Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08Lý thuyết Do tin cay KCCT08
B&T depart uct tÝnh to¸n thiÕt kÕ kÕt cÊu Theo phơng pháp hệ số độ tin cậy riêng -cơ sở xây dựng tiêu chuẩn thiết kế tiên tiến vμ héi nhËp ( tiªu chuÈn aashto lrfd; 22tcn 272-05 ) 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 1/24 B&T depart uct Sơ Sơ đồ đồ các b−íc b−íc tÝnh tÝnh to¸n to¸n thiÕt thiÕt kÕ kÕ kết kết cấu cấu công công trình trình START Thay đổi tham số giải pháp kết cấu Phân tích điều kiện thiết kế; đề xuất giải pháp KCCT Phân tích kết cấu; xác định hiệu ứng tải (Load Effects): Nội lực, chuyển vị phận kết cấu N (Không đạt) Kiểm tra, tính duyệt phận KCCT tơng ứng theo điều kiện yêu cầu đảm bảo khả lm việc./ theo TTGH / ( Đạt ) Y Phân tích v đánh giá theo tiêu kinh tế; xuất hồ sơ thiết kế ( vẽ kết cấu, tính) FINISH 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 2/24 B&T depart uct Ph©n Ph©n tÝch tÝch kÕt kÕt cấu, cấu, xác xác định định các hiệu hiệu ứng ứng tải tải (LE) (LE) Yêu cầu Kiểm soát đợc lm việc hệ thống KCCT Phát đợc phận; vị trí lm việc bất lợi Xác định đợc hiệu ứng tải (LE) tng ứng với trờng hợp chịu tải bất lợi Các phơng pháp Phân tích đn hồi Phân tích dẻo Phân tích động Các mô hình bi toán Mô hình gần Mô hình xác hoá Nhận xét: Bớc phân tích kết cấu l giống c¸c TCTK Sù kh¸c biƯt c¸c TCTK chủ yếu l cấu trúc tổ hợp hiƯu øng t¶i 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ mơn cầu hầm UTC 3/24 B&T depart uct KiÓm KiÓm tra, tra, tÝnh tÝnh dut dut c¸c c¸c bé bé phËn phËn KCCT KCCT Yêu cầu chung Mỗi phận KCCT, theo trạng thái chịu tải, phải đảm bảo đợc khả lm việc Quan niệm việc đảm bảo đợc khả lm việc tuỳ thuộc vo triết lý tính toán, thiết kế - sở để định dạng tiêu chuẩn thiết kế tơng ứng 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 4/24 B&T depart uct Vai trò tiêu chuẩn thiết kế Các chủ thể tham gia vo trình xây dựng: Chủ đầu t; t vấn thiết kế; nh thầu; ngời quản lý sử dụng.Giữa họ cần phải có cách hiểu, cách tiếp cận chung thống nhất; quyền lợi v xung đột cần đợc dung ho Tiêu chuẩn xác lập: chuẩn tắc chấp nhận chung ; dạng v độ lớn tải trọng v tổ hợp tải trọng Yêu cầu khả chịu tải KCCT Yêu cầu mức độ an toμn th«ng qua : hƯ sè an toμn, chØ sè độ tin cậy hay xác xuất phá hoại 17/10/2006 PGS.TS.Trn Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 5/24 B&T depart uct 17/10/2006 Vai trò trung tâm tiêu chuẩn thiÕt kÕ PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 6/24 B&T depart uct Các phơng pháp thiết kế Các triết lý thiết kế v phơng pháp thiết kế tơng ứng đợc vận dụng: Thiết kế theo ứng suất cho phép (ASD) Thiết kế theo tải trọng phá hoại (LSD; LFD) Thiết kế theo Trạng thái giới hạn( hệ đầu ) Thiết kế theo Lý thuyết độ tin cậy Thiết kế theo phơng pháp hệ số độ tin cậy riêng 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 7/24 B&T depart uct ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo ph−¬ng ph−¬ng ph¸p ph¸p øng øng suÊt suÊt cho cho phÐp phÐp (aSD) Cơ sở triết lý KCCT đảm bảo trì đợc khả lm việc (không bị phá hoại, h háng ) øng suÊt kÕt cÊu t¶i trọng sử dụng (khai thác) không vợt mức ứng st lín nhÊt cho phÐp: m §iỊu kiƯn: Rn Si F S i (dạng khác: R S ) K Trong đó: Rn = Cờng độ danh định (có thứ nguyên nh ứng suất ) phận KC Si = ứng suất danh định kết cấu, đợc tính toán theo tải trọng sử dụng • F.S (hc K) = hƯ sè an toμn • i = số tải trọng m = số dạng tải trọng tổ hợp xem xét Nhận xÐt 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 8/24 ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo t¶i t¶i träng trọng phá phá hoại hoại (hệ (hệ số số tải tải trọng) trọng) LFD LFD B&T depart uct Cơ sở triết lý KCCT cha bị phá hoại (vẫn trì đợc khả lm việc) chừng no tổ hợp tải trọng tính toán cha vợt khả chịu tải (sức kháng) phận kết cấu m Điều kiÖn: Q i 1 i i Rn Trong đó: Rn = sức kháng danh định phận kết cấu Qi = hiệu ứng tải danh định (tiêu chuẩn) i = hệ số tải trọng tải trọng thứ i i = dạng tải trọng m = số dạng tải trọng Nhận xét 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 9/24 B&T depart uct ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo ph−¬ng phơng pháp pháp TTGH TTGH (theo (theo định định dạng dạng thế hệ hệ đầu đầu )) Cơ sở triết lý Theo trình chịu tải, KCCT (v phận) có trạng thái khác TTGH l trạng thái kết cấu bắt đầu không trì đợc khả chịu tải (bị phá huỷ); bất thờng, gây khó khăn cho khai thác Yêu cầu kết cấu trình lm việc không lâm vo trạng thái giới hạn no m Điều kiện: n Q i i i m.k Rn F (dạng chung) Trong đó: Rn = cờng độ danh định (tiêu chuẩn) m, k = hệ số xét đến đặc trng điều kiện lm việc v vật liệu F: đặc trng hình học sức kháng ni: hệ số tải trọng Qi = hiệu ứng tải thứ i Trị số ni: đợc lấy khác nhau, theo c¸c TTGH kh¸c NhËn xÐt 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 10/24 ThiÕt ThiÕt kÕ kế theo theo phơng phơng pháp pháp lý lý thuyết thuyÕt ®é ®é tin tin cËy cËy B&T depart uct Cơ sở triết lý ~ ~ Các đại lợng Tác động S v Sức kháng R l đại lợng ngẫu nhiên ~ ~ Trong so sánh S v R , tơng quan no xảy với xác suất no KCCT đợc xem l trì khả lm việc (không bị phá hoại,) xác suất để không gặp cố (TTGH) - §é tin cËy - lμ rÊt gÇn víi ~ ~ R P{S R | [0, T ]} t Độ tin cậy Xác suất bị phá hoại gặp cố: Rt Rc Điều kiện tính duyệt: hc 17/10/2006 t c Pfail Pfail t fail P ~ ~ P{S R | [0, T ]} ( đợc quy định TCTK) ( đợc quy định bëi TCTK) PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 11/24 Thiết Thiết kế kế theo theo phơng phơng pháp pháp lý lý thuyết thuyết độ độ tin tin cậy cËy B&T depart uct R R t §iỊu kiƯn : TÝnh R ; Pfail c t c Pfail Pfail Hc f(S),f(R) f(S) f(R) S,R R ~ ~ S R f ( S ) f ( R)dSdR Pfail f (S ) f ( R)dSdR ~ ~ S R Nhận xét : L phơng pháp tính toán thiết kế đại, tiên tiến nay; cho phép xét đến đầy đủ tính chất bất định, ngẫu nhiên yếu tố Đòi hỏi phải có đợc đầy đủ số liệu thống kê tất tham số 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim B mụn cầu hầm UTC 12/24 ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo phơng phơng pháp pháp các hệ hệ số số ®é ®é tin tin cËy cËy riªng riªng B&T depart uct Thực chất l thiết kế sở yêu cầu đảm bảo độ tin cậy Cách tiếp cận v giải việc sử dụng hệ số độ tin cậy riêng (phơng pháp bậc v bậc lý thuyết độ tin cậy) Cơ sở triết lý F(S),f(R) f(S) f(R) c S,R S S S t Rt Rc R S c vμ R c lμ c¸c gi¸ trị danh định hiệu ứng tải v sức kháng, xác định theo ~ nguyên lý sau: S c : P ( S S c ) 0.95 ~ R c : P ( R R c ) 0.95 S t vμ R t lμ c¸c gi¸ trị tính toán hiệu ứng tải v sức kháng ~ S t : S t s S c , s ®Ĩ P ( S S t ) rÊt nhá ~ t R t : R t S c , ®Ĩ P ( R R ) rÊt nhá ~ ~ Sự cố (TTGH) xảy với xác suÊt rÊt nhá = P ( S S t ).P ( R R t ) Các giá trị s ; đợc định chuẩn theo độ tin cậy cần đạt đợc 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim B mơn cầu hầm UTC 13/24 B&T depart uct 17/10/2006 HƯ sè t¶i träng (Load factor) PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ mơn cầu hầm UTC 14/24 B&T depart uct 17/10/2006 HÖ sè søc kh¸ng (Resistance Factor) PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ mơn cầu hầm UTC 15/24 B&T depart uct ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo phơng phơng pháp pháp các hệ hệ số số độ độ tin tin cậy cậy riêng riêng Cơ sở triết lý Theo trình chịu tải, KCCT (v phận) có trạng thái khác TTGH l trạng thái kết cấu bắt đầu không trì đợc khả chịu tải (bị phá huỷ); bất thờng, gây khó khăn cho khai thác Yêu cầu kết cấu trình lm việc không lâm vo trạng thái giới hạn no m Điều kiện: Q i i ni Rn (dạng tổng quát) Trong đó: Rn = sức kháng danh định (tiêu chuẩn) • F = hƯ sè søc kh¸ng • gi: c¸c hệ số tải trọng Qi = hiệu ứng tải thứ i Trị số gi : đợc lấy khác nhau, theo c¸c TTGH kh¸c 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm B mụn cu hm UTC 16/24 phơng phơng pháp pháp định định chuẩn chuẩn các hệ hệ số số B&T depart uct ChØ sè ®é tin cËy Pfail f (S ) f ( R)dSdR ~ ~ Khi S vμ R ph©n phèi chuÈn: Pfail R S R R2 S2 f (S ) f ( R)dSdR ~ ~ S R ~ ~ S R f (S ) N ( S , S ) f ( R) N ( R , R ) ( ), R S R S , R ( ) đây, l hm phân phèi chuÈn ho¸ : 17/10/2006 AASHTO LRFD, Euro Code, = 3.75 – 4.0 = 3.5 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm B mụn cu hm UTC 17/24 Định chuẩn số ®é tin cËy b B&T depart uct f ( R) N ( R , R ) f (S ) N ( S , S ) Pfail 17/10/2006 S R R2 S2 ( ), R S R S , β R 0.0 0.5 1.0 0.500 0.691 0.841 0.500x10+0 0.309x10+0 0.159x10+0 1.5 0.9332 0.668x10-1 2.0 0.9772 0.228x10-1 2.5 0.9374 0.621x10-2 3.0 0.99865 0.135x10-2 3.5 0.9997670 0.233x10-3 4.0 0.9999683 0.317x10-4 R ( ) Pfail PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 18/24 B&T depart uct Phơng pháp định chuẩn hệ số độ tin cậy riêng Nguyên lý chung Phân tích lựa chọn mức ĐTC yêu cầu R R c , lùa chän chØ sè dé tin cËy (VD: AASHTO LRFD, 3.5 ) • Lùa chän ®Ó P( R R c ) 0.025 0.05 øng víi ( 0.8 1.0) ~ t t Tính toán chọn phân vị S , với P ( S S ) tho¶ m·n hay VD: ~ ~ P ( S S t ).P ( R R t ) Pfail Pfail ~ P(S S t ) ~ t P ( R R ) ~ 3 c 3.5, Pfail 0.233 x10 ;.P ( R R ) 0.025 0.05 ~ P ( S S t ) 0.00932 St t => Tìm đợc S v f c (víi Live load, vÝ dơ, f 1.75 trờng hợp S TTGH cờng độ I) Kết luận Với TTGH khác nhau, có ĐTC tơng ứng (hoặc tơng ứng) xác định đợc trị số hệ số tơng ứng Ngời kỹ s thiết kế đợc đảm bảo , thực đắn nội dung tính toán, lấy hệ số, tổ hợp hiệu ứng đắn Độ tin cậy kết cấu không thấp Độ tin cậy m TCTK yêu cầu 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim B mụn cu hầm UTC 19/24 ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo ph−¬ng phơng pháp pháp hệ hệ số số độ độ tin tin cËy cËy riªng riªng (TI£P) (TI£P) B&T depart uct Kết luận Bằng việc tiến hnh tính toán thông thờng, với hệ số Độ tin cậy riêng thực chất l đảm bảo khả lm việc KCCT với Độ tin cậy yêu cầu (đợc định trớc tiêu chuẩn thiết kế), theo trạng thái giới hạn tơng ứng Nhận xét Phơng pháp hệ số ĐTC riêng thuận tiện, dễ vận dụng Xét đến đầy đủ đặc tính v chất ngẫu nhiên tất đại lợng tham gia bi toán tính toán, thiết kế công trình L phơng pháp thiết kế tiên tiến nhất, u việt đợc đông đảo chuyên gia ton giới thừa nhận Tất TCTK KCCT hệ đợc định dạng, đợc biên soạn sở phơng pháp hệ số Độ tin cậy riêng ny Các TCTK dùng phơng pháp hệ số Độ tin cậy riêng Euro Code BS 5400 AASHTO LRFD (1994, 1998, 2002, 2004) • 22 TCN 272 – 01; 22 TCN 272 – 05 • SNIP 2.05.03.84 (hiệu chỉnh năm 1991) 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim B mụn cầu hầm UTC 20/24 B&T depart uct tÝnh −u viÖt TCTK KCCT theo phơng pháp hệ số độ tin cậy riêng - tiêu chuẩn aashto lrfd Tiêu chuẩn thiết kế AASHTO LRFD l kết trình nghiên cứu,cập nhật v cải tiến liên tục Các Tiêu chuẩn thiết kế AASHTO LRFD l TCTK tiên tiến, ton diện, cho phép sử dụng phơng pháp đại phân tích v thiết kế Tiªu chuÈn thiÕt kÕ AASHTO LRFD cung cÊp sù linh hoạt áp dụng hay tuỳ biến Hệ số tải trọng v Hệ số sức kháng - hệ số Độ tin cậy riêng -nhằm đáp ứng đợc yêu cầu dự án 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim Bộ mơn cầu hầm UTC 21/24 B&T depart uct NH÷NG ĐáNH GIá CHUNG Về AASHTO LRFD Tiêu chuẩn thiết kế AASHTO LRFD đạt đợc độ an ton công trình cao v đồng dẫn đến giảm giá thnh tu bảo dỡng v giảm giá thnh theo vòng đời (Life-cycle cost) công trình Tiêu chuẩn thiết kế AASHTO LRFD dựa tiến kỹ thuật v công nghệ xây dựng cầu, nguyên lý khoa học hon thiện v phơng pháp tiếp cận vấn đề cách logic nhằm đảm bảo khả thi công, tính an ton, khả phục vụ, khả kiểm định, tính kinh tế v tính mỹ quan công trình 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim Bộ mơn cầu hầm UTC 22/24 B&T depart uct NH÷NG ĐáNH GIá CHUNG Về AASHTO LRFD Tiêu chuẩn thiết kế AASHTO LRFD cho phép ngời kỹ s tận dụng đợc tính loại vật liệu xây dựng mới, nâng cao khả áp dụng loại vật liệu có ( WSDOT hợp tác với PCI để phát triển dầm bê tông cốt thép dự ứng lực mới, nhịp giản đơn, có khả vợt nhịp từ 48.8 đến 61m theo tiêu chuẩn LRFD v sử dụng bê tông chất lợng cao.Nhiều tiểu bang xây dụng cầu dùng thép cờng độ cao ) Các giải song hnh tiêu chuẩn AASHTO LRFD giúp cho ngời kỹ s hiểu nguyên lý v kiến thức cần thiết tiêu chuẩn Tiêu chuẩn thiết kế AASHTO LRFD đa cách thuyết phục khả thiết kế v thi công cồng trình cầu có chất lợng với độ tin cËy cao 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 23/24 B&T depart uct KÕt luËn Bé tiêu chuẩn AASHTO LRFD (v phiên ứng dụng ViƯt nam 22TCN 272-05 ) thùc sù lμ bé tiªu chuẩn tiên tiến, đại,có nhiều u việt v thờng xuyên đợc cập nhật Cần thiết phải tiến hnh việc nghiên cứu , tìm hiểu, vận dụng đắn yêu cầu v quy định tiêu chuẩn 22TCN 272-05, đồng thời phải trọng đến việc đo tạo v đo tạo lại cách thờng xuyên cho đội ngũ kỹ s đơn vị ton ngnh Các hệ số ĐTC riêng, nêu 22TCN 272-05,đợc định chuẩn sở số liêu thống kê AASHTO.Chúng hon ton phù hợp với điều kiện Việt nam.Việc nghiên cứu để hiêu chỉnh hệ số ny theo phơng pháp tiếp cận m công trình nghiên cứu m AASHTO tiến hμnh lμ thùc sù cÇn thiÕt 17/10/2006 PGS.TS.Trần Đức Nhiệm Bộ môn cầu hầm UTC 24/24 ... ®é tin tin cËy cËy riªng riªng B&T depart uct Thực chất l thiết kế sở yêu cầu đảm bảo độ tin cậy Cách tiếp cận v giải việc sử dụng hệ số độ tin cậy riêng (phơng pháp bậc v bậc lý thuyết độ tin. .. đắn Độ tin cậy kết cấu không thấp Độ tin cậy m TCTK yêu cầu 17/10/2006 PGS.TS.Trn c Nhim B mụn cu hm UTC 19/24 ThiÕt ThiÕt kÕ kÕ theo theo ph−¬ng ph−¬ng pháp pháp hệ hệ số số độ độ tin tin cËy... khả lm việc (không bị phá hoại,) xác suất để không gặp cố (TTGH) - Độ tin cËy - lμ rÊt gÇn víi ~ ~ R P{S R | [0, T ]} t Độ tin cậy Xác suất bị phá hoại gặp cố: Rt Rc Điều kiện tính duyệt: 17/10/2006