Đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép là một vấn đề phức tạp. Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày ứng dụng đánh giá độ tin cậy khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép (BTCT) theo TCVN 5574:2012 và tiêu chuẩn ACI 318 trong trường hợp xét đến các yếu đầu vào không chắc chắn như tải trọng, cường độ vật liệu, hàm lượng cốt dọc…được biểu diễn dưới dạng số khoảng, đồng thời lồng ghép vận dụng thuật toán tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp (hcde) để tối ưu các hàm mục tiêu chứa tham số khoảng.
Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm bê tơng cốt thép có tham số đầu vào dạng số khoảng Reliability assessment of the shear strength of reinforced concrete beam that has an interval – valued input data Ngày nhận bài: 13/01/2017 Ngày sửa bài: 12/02/2017 Ngày chấp nhận đăng: 5/03/2017 TÓM TẮT: Đánh giá khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép vấn đề phức tạp Trong báo này, nhóm tác giả trình bày ứng dụng đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép (BTCT) theo TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn ACI 318 trường hợp xét đến yếu đầu vào không chắn tải trọng, cường độ vật liệu, hàm lượng cốt dọc…được biểu diễn dạng số khoảng, đồng thời lồng ghép vận dụng thuật tốn tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp (hcde) để tối ưu hàm mục tiêu chứa tham số khoảng Từ khóa: khả chịu cắt, độ tin cậy, bê tông cốt thép, số khoảng, tiến hóa vi phân ABSTRACT: The assessment of the shear strength of reinforced concrete beam is a complicated problem In this paper, the authors presents an application of evaluating the reliability of the shear strength of reinforced concrete (RC) beam follow TCVN 5574:2012 and ACI 318 standard, in case, uncertain input parameters are interval – valued such as load, strength of materials, the ratio of the longitudinal reinforcement area to the beam area…at once, we apply the “hybrid crossover differential evolution” (HCDE) in oder to optimize the target functions which contain inetrval parameters Key words: shear strength, reliability, reinforced concrete, interval-valued, differential evolution KS Nguyễn Quang Liền Học viên Cao học K12 – Đại học Duy Tân TS Lê Công Duy, ThS Đặng Hồng Long Khoa Xây dựng – Đại học Duy Tân 68 03.2017 Nguyễn Quang Liền, Lê Công Duy, Đặng Hồng Long Đặt vấn đề Sự phá hoại dầm BTCT tiết diện chịu uốn (do mơ men) mà phá hoại tiết diện chịu cắt cắt uốn kết hợp (flexural shear) Thông thường, phá hoại tiết diện thẳng góc đảm bảo bố trí cốt dọc hợp lý, phá hoại tiết diện nghiêng diễn phức tạp Các nghiên cứu [6],[7] khả chịu cắt dầm BTCT tiết diện nghiêng đóng góp thành phần sau: lực cắt phần bê tông chịu nén chưa xuất vết nứt, lực liên kết bề mặt khe nứt thông qua cài chặt cốt liệu, lực ngang qua cốt thép chịu kéo (phụ thuộc hàm lượng cốt dọc chiều dày lớp bê tông bảo vệ), lực cắt cốt ngang cắt qua vết nứt nghiêng Vấn đề tính tốn khả chịu cắt dầm BTCT tùy thuộc vào quan điểm sử dụng mơ hình nước Bên cạnh đó, việc xét đến tính khơng chắn đại lượng đầu vào tải trọng, thông số vật liệu, kích thước tiết diện vấn đề có tính thực tiễn đánh giá khả chịu cắt dầm BTCT sai số trình thiết kế, thi công tồn tại, đồng thời làm cho q trình tính tốn phức tạp Các đại lượng đầu vào đại lượng ngẫu nhiên, đại lượng khoảng đại lượng mờ Trong phạm vi nghiên cứu viết, xem xét số yếu tố đầu vào đại lượng có tính khơng chắn biểu diễn dạng số khoảng để đánh giá khả chịu cắt dầm theo TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn ACI 318 Ngành xây dựng năm gần đây, nhà nghiên cứu ngồi nước cơng bố nhiều báo liên quan đến toán đánh giá độ tin cậy kết cấu theo quan điểm ngẫu nhiên, mờ khoảng [2-4] [8-12] Với nhiều quan điểm mơ hình đánh giá độ tin cậy khác nhau, báo nhóm tác giả áp dụng quan điểm tính tốn đánh giá độ tin cậy kết cấu theo lý thuyết khoảng trình bày [2] để đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm BTCT có cốt ngang theo TCVN 5574 tiêu chuẩn ACI 318 có xét đến yếu tố đầu vào không chắn dạng số khoảng tải trọng, cường độ vật liệu, bước cốt đai, hàm lượng cốt dọc Để xác định khoảng giá trị đầu toán, tác giả vận dụng thuật tốn “ tối ưu tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp – HCDE” trình bày chi tiết [5] để tối ưu hàm mục tiêu Kết đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm BTCT trường hợp xét đến tính khơng chắn thơng số đầu vào có ý nghĩa thực tiễn góp phần đưa thêm số phương án thiết kế kết cấu dầm chịu cắt trường hợp độ tin cậy an tồn Ps khơng thiết Cơ sở lý thuyết tính tốn 2.1 Khả chịu cắt dầm BTCT 2.1.1 Khả chịu cắt dầm BTCT có cốt đai theo TCVN 5574:2012 Theo TCVN 5574:2012, khả chịu cắt dầm BTCT có đặt cốt đai cốt xiên xác định sau: [Q] = Qb + Qsw + Qs,inc (1) Qb s s s s s s Rsw Asw Rsw Asw Rsw As, inc Rsw Asw Hình Cân lực vết nứt kéo xiên dầm BTCT có cốt đai theo ACI318 c0 Vcz : lực cắt vùng bê tông chịu nén chưa xuất vết nứt c Hình Sơ đồ nội lực tiết diện nghiêng với trục dọc cấu kiện BTCT tính tốn độ bền chịu cắt Qb khả chịu cắt bê tông: Qb b2 1 f n Rbt bh20 (2) c b2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng loại bê tông, bê tông 2; nặng lấy b f : Hệ số xét đến ảnh hưởng cánh chịu nén tiết diện T, I; f 0,75uf hf 0, ; u f min[3hf ; (b f b)] ; bh0 hf , bf : Chiều cao bề rộng tính tốn cánh h0 : Chiều cao tính tốn tiết diện dầm n : Hệ số kể đến ảnh hưởng lực dọc trục cốt liệu, xác định thông qua thí nghiệm, có giá trị khoảng 1/3 tổng giá trị lực cắt [6,7]: Vd : lực ngang qua cốt thép chịu kéo (phụ thuộc vào chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt dọc) Vs nA v fv : tổng lực cắt cốt đai cắt qua vết nứt nghiêng Giá trị Vs xác định thông qua cường độ chảy dẻo cốt thép đai số lượng thép đai, thành phần lại cơng thức (12) xác định xác thơng qua thực nghiệm ứng xử phức tạp ảnh hưởng qua lại lẫn vết nứt phát triển Tiêu chuẩn AIC 318 cho phép gần tổng giá trị thành phần thiên an toàn lấy giá trị gây nứt bê tông Vcr [6],[7]: V d ' (13) Vc Vcz Viy Vd Vcr (0,16 fc 17 u )b w d Mu Trong Vu, Mu lực cắt mơ men uốn tiết diện xét Như vậy, theo ACI 318 khả chịu cắt dầm xác định bằng: Rbt: Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng Ngồi khả chịu cắt bê tông khống chế: Q b ,min Q b Q b max Vi Vix Viy : lực liên kết tại bề mặt khe nứt thông qua cài chặt (7) Khả chịu cắt bé bê tông: Q b b (1 f n )R bt bh0 (8) với (1 f n ) 1, ; Qb,max 2, 5Rbt bh0 (9) [Q ] Vc Vs (0 ,16 fc' 17 Vu d )b w d nA v fv (đơn vị SI)(14) Mu Giá trị c0 lấy không nhỏ h0 không lớn 2ho , đồng thời không lớn c (*) Khả chịu cắt cốt xiên: Q s inc R s A s inc sin Với f’c cường độ chịu nén đặc trưng bê tông, d chiều cao làm việc tiết diện, bw bề rộng dầm, n số lượng cốt đai cắt qua vết nứt nghiêng, Av fv diện tích cốt đai cường độ chịu kéo tiêu chuẩn cốt đai Tuy nhiên, xác định khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép trường hợp có tham số dạng khoảng cần tối ưu hàm chứa tham số khoảng để xác định giá trị hàm đầu dạng khoảng Trong báo tác giả vận dụng thuật toán thuật toán tối ưu tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp (HCDE) để tối ưu hàm mục tiêu chứa biến số đầu vào dạng số khoảng Thuật toán tối ưu tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp (HCDE) thuật tốn tối ưu có nhiều ưu điểm trình bày cụ thể [5] Về HCDE bao gồm trình khởi tạo quần thể, chọn lọc lai ghép giống phương pháp tiến hóa vi phân truyền thống, nhiên bước đột biến cá thể phương trình đột biến hỗn hợp giúp đẩy nhanh trình hội tụ thuật tốn, đồng thời tránh cho q trình tìm kiếm bị rơi vào giải pháp tối ưu cục Ví dụ tính tốn chi tiết trình bày mục 2.2 Đánh giá độ tin cậy theo “ Công thức tỷ số khoảng ” Công thức đánh giá với tên gọi "Công thức tỷ số khoảng" trình bày chi tiết [2] Cơng thức thiết lập trường hợp tham số ảnh hưởng đến toán đánh giá tham số khoảng, 2.1.2 Khả chịu cắt dầm BTCT theo ACI 318 Theo ACI 318, khả chịu cắt dầm BTCT đóng góp thành phần sau [….]: thiết lập dựa sở so sánh tập trạng thái kết cấu Q với tập khả kết cấu R Trong báo này, tập tráng thái Q kết cấu lực cắt lớn tải trọng gây tiết diện khảo sát, 0.6 Đối với bê tông nặng hệ số b Khả chịu cắt cốt đai: Q sw qsw c (10) qsw : nội lực cốt thép đai đơn vị chiều dài cấu kiện, xác định qsw qsw R sw A sw b3 1 n f Rbt b s với s bước cốt đai Ngoài (10’) Tiêu chuẩn 5574:2012 khơng đề cập đến góc nghiêng vết nứt mà dựa việc cực tiểu hóa vế phải phương trình (1) để tìm tiết diện nghiêng nguy hiểm co : c0 b (1 n f ).R bt b.h s R sw A sw (11) [Q] Vcz Viy Vd Vs Vc Vs (12) 03.2017 69 tập khả R khả chịu cắt tiết diện khảo sát xác định từ số liệu đầu vào Độ tin cậy khoảng kết cấu độ bền cắt xác định cách xét tập M R Q tập khoảng an tồn, R Q tập số khoảng nên tập M tập số khoảng có khoảng giá trị M = [ Ml ; Mu ] Tùy thuộc vào khoảng giá trị tập số khoảng R Q xảy ba trường hợp Hình 0 M Ml Mu x M M Ml Mu Hình 3a x Ml Hình 3b Mu x Hình 3c Hình Các trường hợp tập khoảng an tồn M Trong : Ml = min(Ru- Qu , Ru- Ql , Rl- Qu , Rl- Ql) Mu = max(Ru- Qu , Ru- Qi , Ri- Qu , Ri- Ql) Trên Hình 3a số khoảng tập M nằm hồn tồn phía bên trái trục tung nên độ khơng tin cậy Pf =1 hay độ tin cậy Ps =0 Trên Hình 3b số khoảng tập M nằm hồn tồn phía bên phải trục tung nên độ khơng tin cậy Pf =0 hay độ tin cậy Ps =1 Trường hợp tổng quát Hình 3c, số khoảng tập M có phần bên trái phần bên phải trục tung, độ không tin cậy kết cấu xác định xác suất xuất phần phân bố bên trái điểm khoảng an tồn M : (15) Theo định nghĩa, độ tin cậy Ps phần tử xác suất khơng hỏng phần tử tính theo cơng thức: Mu Mu Ml Khả chịu cắt bê tông nặng: Qb Mu với: Qb,min = 2Rbtbh0= [59.535; 61.965] (kN); Qb,max =2.5Rbtbh0=[248.063; 258.189] (kN), khoảng giá trị Qb = [99.225; 103.275] (kN) Kiểm tra điều kiện thiết kế cốt đai: qsw Ta có Pf + Ps = định nghĩa độ tin cậy theo mơ hình ngẫu nhiên 3.Ví dụ tính tốn 3.1.Số liệu đầu vào: Xét dầm đơn giản có tiết diện b×h=25×50(cm2), chiều cao làm việc tiết diện h0 = 45(cm), nhịp dầm 6m, chịu tải trọng tập trung hình b3 1 n f Rbt b với b3 = 0.6, n = f = hay qsw ≥ [66.150; 68.850] N/mm R sw n.asw HCDE với điều kiện ràng s buộc 171.5 ≤ Rsw ≤ 178.5 (MPa); 195 ≤ s ≤ 205(mm) ta kết qsw = [84.161; 92.088] N/mm, cốt đai giả thiết đảm bảo yêu cầu Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm xác định theo (11): (16) c0 Mu Ml R bt bh0 với c = a = 2h0 c Do 0.882 ≤ Rbt ≤ 0.918 (MPa) dễ dàng xác định Qb = [99.225; 103.275] (kN) Kiểm tra điều kiện hạn chế (7): Qb,min Qb Qb.max Tối ưu hàm mục tiêu qsw Ml Ml Prob( M 0) = Ps = =50.3 mm2, đai hai nhánh n = 2) bố trí theo chiều dài dầm, cốt thép đai thuộc nhóm A-I có cường độ giả thiết sai lệch ± 2% so với giá trị quy định: Rsn = [230.3; 239.7] (MPa); Rs =[220.5; 229.5] (MPa); Rsw = [171.5; 178.5] (MPa) - Tỷ số nhịp chịu cắt chiều cao tiết diện thay đổi a/h0 = [1.0; 1.2; 1.5; 1.8; 2.0; 2.2; 2.5; 2.8; 3.0] - Tải trọng P = [150; 180] (kN) - Hàm lượng cốt dọc đại lượng khoảng = [1.0; 2.0]% 3.2 Độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo TCVN 5574 b (1 n f ).R bt b.h0 s R sw A sw 2.R bt b.h0 s R sw A sw 25 cm a a P 50 cm P ®ai f8 hai nh¸nh ThÐp däc r = [1.0; 2.0] % Hình 5a Tối ưu HCDE để tìm giá trị c0 L=6m Hình Sơ đồ tính độ bền chịu cắt dầm Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo TCVN 5574:2012 ACI 318 với thông số đầu vào sau: - Bê tơng cấp độ bền B20 có cường độ giả thiết lấy sai lệch ± 2% so với giá trị quy định: + Cường độ tính tốn: Rb = [11.27; 11.73] (MPa) ; Rbt = [ 0.882; 0.918] (MPa) + Cường độ tiêu chuẩn: Rbn =[ 14.7; 15.3] (MPa); Rbtn = [ 1.372; 1.428] (MPa) - Cốt thép dọc nhóm A-II có cường độ giả thiết lấy sai lệch ± 2% so với giá trị quy định: Rsn = [289.1; 300.9] (MPa); Rs = [274.4; 285.6] (MPa); - Giả thiết sử dụng cốt thép đai 8, khoảng cách bố trí cốt đai đại lượng khoảng s = [195; 205] (mm) sinh sai số thi công (asw 70 03.2017 Hình 5b Tối ưu HCDE để tìm giá trị max c0 Tối ưu giá trị hàm số c0 với điều kiện ràng buộc biến đầu vào 0.882 ≤ Rbt ≤ 0.918 (MPa); 171.5 ≤ Rsw ≤ 178.5 (MPa); 195 ≤ s ≤ 205 (mm) Còn lại số b = 300(mm), h0 = 650(mm), Asw = n×asw = 2×50.3 = 100.6 (mm2) ta kết quả: 984.76 ≤ c0 ≤ 1050.90 (mm), hình 5a & hình 5b Do c0 >2h0=900(mm) nên lấy c0 = 2h0 để tính tốn, hay nói cách khác c0=[900.00; 900.00] mm Từ xác định khả chịu cắt cốt đai: Qsw = qsw.c0, khoảng giá trị tìm Qsw = [75.745; 82.879] (kN) Do đó, khả chịu cắt tổng cộng dầm theo (1) là: [Q] = Qb + Qsw = [99.225; 103.275] + [75.745; 82.879] = [174.970; 186.154] (kN) Đánh giá độ tin cậy theo công thức tỷ số khoảng: - Tập khả R = [Q] = [174.970; 186.154] (kN) - Tập trạng thái Q= Q max = P = [150.00; 180.00] (kN) Do tập an toàn: M R Q =[-5.030; 36.154] (kN) Như vậy, độ tin cậy Ps 36.154 0.877864 36.154 ( 5.030) Hình Độ tin cậy khả chịu cắt dầm BTCT theo TCVN 5574 3.3.Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo tiêu chuẩn ACI 25.030 Và độ không tin cậy Pf 0.122136 36.154 ( 25.030) 318 Khả chịu cắt dầm xác định theo công thức (14): Tiến hành khảo ảnh hưởng tỷ số nhịp chịu cắt chiều V d ' cao tính tốn tiết diện theo trường hợp a/h0 = 1.0; 1.2; Vc (0,16 fc 17 u )b w d (đơn vị SI) Mu 1.5; 1.8; 2.0; 2.2; 2.5; 2.8; 3.0 kết tổng hợp theo bảng 1, bảng bảng Bảng Khả chịu cắt bê tông Qb c =a Qbmin Qbmax a / h0 (mm) (kN) (kN) 450 1.0 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 540 1.2 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 675 1.5 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 810 1.8 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 900 2.0 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 990 2.2 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 1125 2.5 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 1260 2.8 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] 1350 3.0 [59.535; 61.965] [248.063; 258.189] Bảng Khả chịu cắt cốt đai c0 theo (11) c=a c0 theo điều kiện hạn chế (*) a / h0 (mm) (mm) 450 1.0 [984.76; 1050.90] [450.00; 450.00] 540 1.2 [984.76; 1050.90] [540.00; 540.00] 675 1.5 [984.76; 1050.90] [675.00; 675.00] 810 1.8 [984.76; 1050.90] [810.00; 810.00] 900 2.0 [984.76; 1050.90] [900.00; 900.00] 990 2.2 [984.76; 1050.90] [900.00; 900.00] 1125 2.5 [984.76; 1050.90] [900.00; 900.00] 1260 2.8 [984.76; 1050.90] [900.00; 900.00] 1350 3.0 [984.76; 1050.90] [900.00; 900.00] Bảng Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo TCVN 5574 c=a (mm) a / h0 450 540 675 810 900 990 1125 1260 1350 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 Qb theo (2) Qb theo (2) & (7) [198.450; 206.550] [165.375; 172.125] [132.300; 137.700] [100.250; 114.750] [99.225; 103.275] [90.205; 93.886] [79.380; 82.620] [70.875; 73.768] [66.150; 68.850] [198.450; 206.550] [165.375; 172.125] [132.300; 137.700] [100.250; 114.750] [99.225; 103.275] [90.205; 93.886] [79.380; 82.620] [70.875; 73.768] [66.150; 68.850] qsw (N/mm) [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] [84.161; 92.088] R [Q] Q b Q sw Q Qmax P MRQ (kN) [236.323; 247.990] [210.822; 221.853] [189.109; 199.859] [178.420; 189.341] [174.970; 186.154] [165.949; 176.766] [155.125; 165.499] [146.620; 156.647] [141.895; 151.729] (kN) [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] (kN) [56.322; 97.990] [30.822 ; 71.853] [9.109; 49.859] [-1.58; 39.341] [-5.03; 36.154] [-14.051; 26.766] [-24.875; 15.499] [-33.38; 6.647] [-38.105; 1.729] Qsw =qsw.c0 (kN) [37.872; 41.440] [45.445; 49.728] [56.809; 62.159] [68.170; 74.591] [75.745; 82.879] [75.745; 82.879] [75.745; 82.879] [75.745; 82.879] [75.745; 82.879] Độ tin cậy Ps Độ không tin cậy Pf 1.000000 1.000000 1.000000 0.961389 0.877865 0.655756 0.383886 0.166063 0.043405 0.000000 0.000000 0.000000 0.038611 0.122135 0.344244 0.616114 0.833937 0.956595 03.2017 71 Trong trường hợp tỷ số a/h0 = 2.0, xét tiết diện nguy hiểm Vu d P.d d h0 vị trí đặt lực tập trung tỷ số , cường độ bê Mu P.a a a tông 14.7 ≤ f’c ≤ 15.3 (MPa), hàm lượng cốt dọc 0.01≤ ≤ 0.02, bw = b = 250 (mm), d h0 = 450(mm), khả chịu cắt bê tông 78.576 ≤ Vc ≤ 89.532 (kN) Khả chịu cắt cốt thép đai Vs = n.Av.fv = d.Av.fv /s , tối ưu hàm mục tiêu Vs với tham số đầu vào 230.3 ≤ fv ≤ 239.7 (MPa), 195 ≤ s ≤ 205 (mm), d h0 = 450(mm), Av =100.6(mm2) ta kết 50.857 ≤ Vs ≤ 55.647 (kN), dễ nhận thấy theo ACI Vs khơng phụ thuộc vào tỷ số a/h0 tiêu chuẩn ACI xem gần góc vết nứt nghiêng 450 Khả chịu cắt tổng cộng: [Q] = Vc + Vs = [129.433; 145.179] (kN) Đánh giá độ tin cậy theo công thức tỷ số khoảng: - Tập khả R = [Q] = [129.433; 145.179] (kN) - Tập trạng thái Q= Q max = P = [150.00; 180.00] (kN) Do tập an toàn: M R Q =[- 50.567; - 4.821] (kN) Như vậy, độ tin cậy Ps =0.000000; độ không tin cậy Pf = 1.000000 Thay đổi giá trị tỷ số a/h0 từ 1.0 đến 3.0, kết tổng hợp bảng bảng 5: Bảng Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo ACI 318 c=a (mm) 450 540 675 810 900 990 1125 1260 1350 [Q] = Vc + Vs (kN) [138.995; 164.304] [135.808; 157.929] [132.62; 151.554] [130.495; 147.304] [129.433; 145.179] [128.563; 143.441] [127.52; 141.354] [126.7; 139.715] [126.245; 138.804] a / h0 R [Q] Vc Vs Q Qmax P M RQ Độ tin cậy Ps Độ không tin cậy Pf 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 (kN) [138.995; 164.304] [135.808; 157.929] [132.620; 151.554] [130.495; 147.304] [129.433; 145.179] [128.563; 143.441] [127.520; 141.354] [126.700; 139.715] [126.245; 138.804] (kN) [150.000;180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [150.000; 180.000] [-41.005; 14.304] [-44.192; 7.929] [-47.380; 1.554] [-49.505; -2.696] [-50.567; -4.821] [-51.437; -6.559] [-52.480; -8.646] [-53.30; -10.285] [-53.755; -11.196] 0.258620 0.152127 0.031757 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.741380 0.847873 0.968243 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 Nhận xét: - Khả chịu cắt bê tông theo TCVN 5574-2012 không xét đến ảnh hưởng hàm lượng cốt dọc, ảnh hưởng mô men uốn Trong thực tế yếu tố có tham gia vào khả chịu cắt, tiêu chuẩn ACI 318 có xét đến thơng qua hệ số hàm lượng cốt dọc tỷ số Vu d / Mu - Các thông số đầu vào dạng số khoảng nên tập an toàn M số khoảng, điều phù hợp với thực tế tồn sai số thông số đầu vào Độ tin cậy Ps theo tỷ số khoảng có giá trị từ 0.000000 đến 1.000000 có ý nghĩa thực tiễn thực tế thiết kế thay xét độ tin cậy an toàn Ps = 1.000000 độ không tin cậy Pf =0.000000 - Tỷ số nhịp chịu cắt chiều cao tiết diện a/h0 ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy khả chịu cắt đánh giá theo TCVN 5574: 2012, thiết kế kết cấu chịu dầm chịu cắt khuyến nghị nên quan tâm đến tỷ số Độ tin cậy Ps giảm dần tỷ số a/h0 thay đổi từ 1.0 đến 3.0 Vị trí giao đường độ tin cậy Ps độ không tin cậy Pf hình điểm xác xuất an tồn 50% xác xuất hỏng 50% - Độ tin cậy khả chịu cắt đánh giá theo ACI 318 có xu hướng thấp so với cách đánh giá theo TCVN 5574 chí an tồn (trường hợp Ps =0.000000) đánh giá khả chịu cắt dầm BTCT theo TCVN 5574 khuyến nghị nên đánh giá thêm độ tin cậy theo tiêu chuẩn ACI 318 số tiêu chuẩn khác để xem xét mức độ an toàn 72 Bảng Khả chịu cắt dầm theo ACI 318 c =a a / h0 Vc (kN) Vs (kN) (mm) [88.138; [50.857; 450 1.0 108.657] 55.647] [84.951; [50.857; 540 1.2 102.282] 55.647] [81.763; [50.857; 675 1.5 95.907] 55.647] [79.638; [50.857; 810 1.8 91.657] 55.647] [78.576; [50.857; 900 2.0 89.532] 55.647] [77.706; [50.857; 990 2.2 87.794] 55.647] [76.663; [50.857; 1125 2.5 85.707] 55.647] [75.843; [50.857; 1260 2.8 84.068] 55.647] [75.388; [50.857; 1350 3.0 83.157] 55.647] 03.2017 (kN) - Việc vận dụng thuật toán tối ưu tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp HCDE để đánh giá khả chịu cắt dầm BTCT thơng số đầu vào dạng khoảng có ý nghĩa thực tiễn Khả hội tụ nhanh (trong ví dụ cụ thể khoảng 30 vòng hệ, hình 5a 5b) tránh tối ưu hàm mục tiêu rơi vào cục mở triển vọng giải tốn có tham số đầu vào lớn 4.Kết luận Đánh giá độ tin cậy trình thiết kế sử dụng kết cấu vấn đề nhiều tác giả quan tâm thời gian gần Bài báo trình bày cách đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép theo lý thuyết khoảng [2] trường hợp xét đến tham số đầu vào dạng không chắn biểu diễn dạng đại lượng số khoảng, vấn đề có ý nghĩa thực tiễn, đặc biệt thiết kế kết cấu Bài báo vận dụng thuật toán tối ưu tiến hóa vi phân mới, có nhiều ưu điểm – tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp, giới thiệu [5] để tìm khoảng đầu hàm mục tiêu thay sử dụng lý thuyết khoảng túy Với yếu tố đầu vào dạng số khoảng, độ tin cậy khả chịu cắt dầm BTCT thay đổi từ đến phụ thuộc vào yếu tố tải trọng, cường độ vật liệu, hàm lượng cốt dọc đặc biệt tỷ số a/h0 Độ tin cậy khả chịu cắt dầm đánh giá theo TCVN 5574:2012 có xu hướng cao so với độ tin cậy đánh giá theo ACI 318, trường hợp thiết kế, khuyến nghị đánh giá độ tin cậy chịu cắt theo 5574:2012 nên đánh giá them theo số tiêu chuẩn khác để tìm giải pháp thiết kế có mức độ an toàn phù hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Chính, Phương pháp đánh giá độ tin cậy khung bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội, 2000 [2] Lê Công Duy, Một cách đánh giá độ tin cậy khoảng kết cấu dàn phẳng, Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây dựng, số 01/2015 [3] Lê Công Duy, Đặng Hồng Long, Một thuật tốn giải phương trình phương pháp phần tử hữu hạn có tham số khoảng,Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng, số 3/2014 [4] Phan Văn Khôi, Cơ sở đánh giá độ tin cậy, Nhà xuất KH & KT, Hà Nội, 2001 [5] Đặng Hồng Long, Lê Công Duy, Hồng Nhật Đức, Ứng dụng thuật tốn tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp (HCDE) xác định tần số dao động riêng kết cấu khung phẳng có tham số đầu vào dạng số khoảng, Tạp chí Khoa học công nghệ xây dựng số 4/2016, trang 10-16 [6] Phùng Ngọc Dũng, Lê Thị Thanh Hà, Phân tích thiết kế dầm bê tông cốt thép tiết diện nghiêng theo ACI 318, Eurocode2 TCVN 5574:2012, Tạp chí Khoa học công nghệ xây dựng, số 3/2014 [7] Nguyễn Viết Trung, Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép đại theo tiêu chuẩn ACI, Nhà xuất Giao thông vận tải, 2000 [8] Lê Xuân Huỳnh, Lê Công Duy, Độ tin cậy kết cấu khung có tham số đầu vào dạng số mờ, Tuyển tập cơng trình Hội nghị học toàn quốc lần thứ IX, Hà Nội, 12/2012 [9] Nguyễn Văn Phó, Nguyễn Đình Xân, Một phương pháp tính độ tin cậy cơng trình có biến mờ tham gia, Tạp chí KHCN Xây Dựng số 3, 2005 [10] Bend Moller, Woifgang Graf, Michael Beer, Safety Assessment of Structure in View of Fuzzy Randomness Institute of Structural Analsis, Dresden University of Technology, Dresden Germany,2003 [11] Kwan-Ling-Lai, Fuzzy Based Structural Reliability Assessment, Structure Dept China Engineering Consultants, Inc, Taipei 1990 [12] Zhiping Qiu, Di Yang, Isaac Elishakoff, Probabilitisc interval reliability of structural systems, International Journal of Solids and Structures 45-2008, pp.2850-2860 03.2017 73 ... tính độ bền chịu cắt dầm Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo TCVN 5574:2012 ACI 318 với thông số đầu vào sau: - Bê tông cấp độ bền B20 có cường độ giả thiết lấy sai lệch ± 2% so với giá. .. vậy, độ tin cậy Ps 36.154 0.877864 36.154 ( 5.030) Hình Độ tin cậy khả chịu cắt dầm BTCT theo TCVN 5574 3.3 .Đánh giá độ tin cậy khả chịu cắt dầm theo tiêu chuẩn ACI 25.030 Và độ không tin cậy. .. tích cốt đai cường độ chịu kéo tiêu chuẩn cốt đai Tuy nhiên, xác định khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép trường hợp có tham số dạng khoảng cần tối ưu hàm chứa tham số khoảng để xác định giá trị