CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU THIẾT KẾ THEO ĐỘ TIN CẬY

TCVN TCVN …… : 2012 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA DỰ THẢO TCVN … :2012 Xuất lần … CƠNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU THIẾT KẾ THEO ĐỘ TIN CẬY Hydraulic Engineering Structures – Design Reliability Requirements HÀ NỘI - 2012 i TCVN …… : 2012 ii TCVN …… : 2012 Mục lục TCVN …… : 2012 Lời nói đầu TCVN … - 2012 chuyển đổi từ Tiêu chuẩn GB 50199-94 Nước cộng hòa nhân dân Trung Hoa TCVN ….- 2012 Viện Khoa học thuỷ lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN …… : 2012 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN : 2012 Cơng trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế theo độ tin cậy Hydraulic Engineering Structures – Design Reliability Requirements Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn quy định nguyên tắc, yêu cầu kỹ thuật thiết kế kết cấu hệ thống tưới cơng trình thủy lợi theo lý thuyết độ tin cậy, cho thiết kế kết cấu hệ thống phù hợp với yêu cầu thích hợp để sử dụng an toàn, hợp lý kinh tế, tiên tiến kỹ thuật; Tiêu chuẩn thích hợp dùng cho việc tính tốn thiết kế kết cấu, lựa chọn cấu kiện kết cấu 1.2 móng loại cơng trình thủy cơng có chức tưới làm loại vật liệu, thời kỳ vận hành, thi công (bao gồm chế tạo, vận chuyển, lắp ráp) kiểm tra sửa chữa; Tiêu chuẩn sử dụng nguyên tắc thiết kế theo phương pháp trạng thái giới hạn 1.3 hệ số riêng phần, mà hệ số xác định theo xác suất ; 1.4 Có thể vận dụng quy định tiêu chuẩn để thiết kế loại công trình thủy cơng khác có điều kiện làm việc đặc tính kỹ thuật tương tự Thuật ngữ định nghĩa 2.1 2.2 2.3 2.4 Ký hiệu 3.1 Các ký hiệu độ tin cậy kết cấu Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa ký hiệu T Tuổi thọ dự kiến cơng trình để thiết kế kết cấu R Phản ứng kết cấu S Hiệu ứng tác dụng kết cấu Z Hàm số công kết cấu  Giá trị bình quân lực phản ứng  Sai số tiêu chuẩn lực phản ứng R R TCVN …… : 2012 Hệ số biến dị lực phản ứng    Sai số tiêu chuẩn ứng suất kết cấu R S 10 Hệ số sai lệch ứng suất kết cấu  S 11 PS Xác suất tin cậy kết cấu 12 Pf Xác suất phá hủy kết cấu 13  Chỉ số độ tin cậy kết cấu 14  Chỉ số độ tin cậy hệ thống kết cấu 15  Trọng số loại kết cấu thứ 16 Xi Biến ngẫu nhiên thứ (bao gồm giá trị kỳ vọng phần nhiễu ) 17 Xi Giá trị trung bình quân biến ngẫu nhiên Xi 18 X i Độ lệch chuẩn biến ngẫu nhiên Xi 19 xi* 20 ' X Giá trị kỳ vọng phân phối chuẩn gần biến ngẫu nhiên Xi 21 'X Độ lêch chuẩn phân phối chuẩn gần biến ngẫu nhiên Xi 22  T i Vị trí kết cấu để kiểm tra biến ngẫu nhiên Xi i i i Hệ số độ nhạy biến ngẫu nhiên Xi Các ký hiệu tác động lên kết cấu 3.2 Số thứ tự 3.3 Giá trị bình quân ứng suất kết cấu S Ký hiệu Ý nghĩa ký hiệu F Tác động G Tác động vĩnh cửu Q Tác động tạm thời A Tác động ngẫu nhiên Fk Giá trị tiêu chuẩn tác động Fd Giá trị thiết kế tác động  f Giá trị trung bình tác động  G Giá trị trung bình tác động thường xuyên  Giá trị trung bình tác động tạm thời 10  Sai số tiêu chuẩn tác động 11  Hệ số sai lệch tác động Q f f Các ký hiệu cường độ vật liệu thơng số hình học Số thứ tự Ký hiệu fk Ý nghĩa ký hiệu Giá trị tiêu chuẩn cường độ vật liệu kết cấu TCVN …… : 2012 fd Giá trị thiết kế cường độ vật liệu kết cấu fc Giá trị thực tế cường độ vật liệu kết cấu fs Giá trị cường độ vật liệu mẫu thí nghiệm  m Giá trị trung bình cường độ vật liệu  m Độ lêch chuẩn cường độ vật liệu  m Hệ số nhiễu của cường độ vật liệu a Các thơng số hình học kết cấu ak Giá trị tiêu chuẩn thơng số hình học 10  a Giá trị trung bình thong số hình học 11  a Hệ số nhiễu thơng số hình học 12  o Hệ số khác biệt cường độ thực tế vật liệu kết cấu cường độ vật liệu mẫu thí nghiệm Các ký hiệu, cơng thức tính tốn theo trạng thái giới hạn hệ số riêng phần 3.4 Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa ký hiệu o Hệ số chủ yếu kết cấu  Hệ số riêng phần kết cấu thiết kế Ak Giá trị điển hình tác động ngẫu nhiên f Các hệ số riêng phần tác động m Các hệ số riêng phần cường độ vật liệu G Các hệ số riêng phần tác động thường xuyên Q Các hệ số riêng phần tác động tạm thời d Hệ số kết cấu  d1 Hệ số tổ hợp chủ yếu trạng thái giới hạn khả chịu lực kết cấu 10 d2 Hệ số tổ hợp ngẫu nhiên trạng thái giới hạn khả chịu lực kết cấu 11  d3 Hệ số tổ hợp trạng thái giới hạn khả chịu tải trọng tạm thời 12 d4 d4 Hệ số tổ hợp trạng thái giới hạn khả chịu tải trọng thường xuyên 13 Gk Giá trị tiêu chuẩn tác động thường xuyên 14 Qk Giá trị tiêu chuẩn tác động tạm thời 15 16  c Hệ số tổ hợp tác động thường xuyên Giá trị tới hạn cường độ vật liệu kết cấu TCVN …… : 2012 Các ký hiệu toán học 3.5 Số thứ tự Ký hiệu      1 F x  x  f x  E X  D X  exp  S  R F 10 11 1 Ý nghĩa ký hiệu Hàm số phân phối theo luật chuẩn Hàm số mật độ xác suất theo luật chuẩn Nghịch đảo hàm phân phối chuẩn Hàm số phân phối xác suất biến ngẫu nhiên X Nghịch đảo hàm phối xác suất biến ngẫu nhiên X Hàm số mật độ xác suất biến ngẫu nhiên X Kỳ vọng toán biến ngẫu nhiên X Phương sai biến số ngẫu nhiên X Hàm số mũ Hàm phản ứng kết cấu Hàm cường độ kết cấu Yêu cầu chung tính tốn thiết kế 4.1 Tuổi thọ u cầu kết cấu cơng trình tưới nước cấp thiết kế 100 năm; kết cấu cơng trình có tính vĩnh cửu khác, lấy 50 năm Tuổi thọ yêu cầu thiết kế kết cấu công trình tạm thời cần vào số năm sử dụng dự định thời gian kéo dài mà xác định Đối với cơng trình tưới nước thuộc loại cơng trình lớn đặc biệt, cần có nghiên cứu riêng biệt để xác định tuổi thọ yêu cầu thiết kế 4.2 Trong thời gian khai thác cơng trình tưới nước, thiết kế kết cấu cơng trình cần thỏa mãn u cầu chức sau đây: 4.2.1 Trong q trình thi cơng cơng trình , sử dụng điều kiện bình thường loại tác động có khả xảy để kiểm tra khả chịu đựng kết cấu 4.2.2 Trong q trình khai thác, sử dụng điều kiện cực trị bình thường loại tác động, để kiểm tra khả chịu đựng kết cấu theo yêu cầu Tiêu chuẩn thiết kế sử dụng 4.2.3 Trong điều kiện bảo dưỡng bình thường, có tính cường độ chịu lực kết cấu theo hướng dẫn thiết kế theo 4.2.4 Khi công trình chịu tác động ngẫu nhiên xẩy ra, kết cấu cơng trình phải đảm bảo ổn định tới mức cần thiết 4.3 Mức độ an toàn kết cấu cơng trình thủy cơng nên dựa vào tính quan trọng cơng trình thủy cơng tính nghiêm trọng hậu có khả xảy cơng trình bị phá hoại (sống chết, thiệt hại kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống xã hội, …) tương ứng với cấp cơng trình thủy cơng, mức độ an toàn kết cấu chia làm 03 cấp bảng 4.1 Quy định chia cấp cơng trình thủy cơng cho phụ lục A tiêu chuẩn TCVN …… : 2012 Bảng 4.1 Mức độ an toàn kết cấu theo cấp cơng trình thủy cơng Cấp an tồn kết cấu cơng trình Cấp cơng trình thủy công thủy công I II 2; III 4; Đối với cơng trình thủy cơng, có u cầu an tồn đặc biệt, cần phải thông qua nghiên cứu chuyên môn riêng để xác định mức an toàn kết cấu 4.4 Mức độ an toàn kết cấu toàn kết cấu cấu kiện kết cấu vào vị trí cơng trình thủy cơng, mức độ ảnh hưởng phá hoại thân an tồn cơng trình thủy cơng mà sử dụng cấp với cấp an tồn kết cấu cơng trình thủy cơng, giảm cấp Cấp an tồn kết cấu móng tương đồng với cấp an tồn kết cấu cơng trình thủy cơng 4.5 Để bảo đảm mức độ tin cậy loại kết cấu thủy công, biên soạn Tiêu chuẩn thiết kế loại kết cấu này, cần đưa quy định cơng việc như: phân tích tính tốn, thiết kế cấu tạo chi tiết, cường độ chịu lực vật liệu, chất lượng thi công, điều kiện vận hành tu bảo dưỡng,… Nguyên tắc thiết kế theo trạng thái giới hạn 5.1 Quy định chung 5.1.1 Kết cấu thủy công cần thiết kế theo trạng thái giới hạn khả lực chịu tải kết cấu trạng thái giới hạn khả khai thác bình thường 5.1.2 Việc thiết kế kết cấu thủy công cần quy định rõ ràng tiêu giá trị tới hạn loại trạng thái giới hạn kết cấu 5.1.3 Khi kết cấu cấu kiện kết cấu xuất trạng thái đây, cần cho vượt trạng thái giới hạn lực chịu tải kết cấu: 5.1.3.1 Toàn kết cấu phận kết cấu cân tổng thể 5.1.3.2 Cấu kiện kết cấu bị phá hoại (bao gồm phá hủy mỏi) xẩy biến hình vượt giới hạn biến dạng dẻo, khơng thể tiếp tục sử dụng 5.1.3.3 Kết cấu cấu kiện kết cấu bị ổn định đàn hồi 5.1.3.4 Toàn kết cấu phận kết cấu chuyển thành hệ biến hình 5.1.3.5 Kết cấu đất, đá, nền, đá xung quanh ổn định thấm,… TCVN …… : 2012 5.1.4 Khi kết cấu cấu kiện kết cấu đạt tới trị số giới hạn làm ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường đến tính bền vững, đồng thời kết cấu xuất trạng thái sau đây, cần cho vượt trạng thái giới hạn khai thác bình thường: 5.1.4.1 Mức biến dạng kết cấu gây ảnh hưởng đến việc khai thác bình thường đến ngoại hình kết cấu 5.1.4.2 Mức dao động gây ảnh hưởng không tốt đến nhân viên vận hành đến thiết bị, dụng cụ đo,… 5.1.4.3 Mức hư hỏng cục gây ảnh hưởng không tốt đến ngoại hình, tính bền vững kết cấu đến khả chống thấm kết cấu chống thấm 5.1.4.4 Các trạng thái riêng biệt khác có ảnh hưởng đến khai thác bình thường kết cấu 5.1.5 Giá trị tới hạn cường độ vật liệu kết cấu thiết kế theo trạng thái giới hạn khai thác bình thường, cần xác định theo yêu cầu cường độ vật liệu quy định Tiêu chuẩn thiết kế loại kết cấu thủy công 5.1.6 Mức phá hoại kết cấu thủy cơng chia thành hai loại, độ tin cậy kết cấu phá hoại loại cao loại 5.1.6.1 Loại phá hoại thứ nhất: phá hoại có tính đột phát, trước phá hoại, nhìn thấy triệu chứng, trình phá hoại chậm 5.1.6.2 Loại phá hoại thứ hai: phá hoại có tính đột phát, trước phá hoại khơng có triệu chứng rõ rệt, kết cấu xảy cố, khó khắc phục sửa chữa phục hồi 5.1.7 Khi thiết kế kết cấu, cần vào tác dụng khác nhau, hệ thống kết cấu điều kiện hoàn cảnh có khả xảy thời kỳ khác nhau, thi công, lắp ráp, vận hành, kiểm tra sửa chữa,…mà thiết kế theo ba loại trạng thái sau đây: 1) Trạng thái thường xuyên; 2) Trạng thái tạm thời; 3) Trạng thái ngẫu nhiên 5.1.8 Trong ba trạng thái thiết kế, cần tiến hành thiết kế theo trạng thái giới hạn lực chịu tải Đối với trạng thái thường xuyên cần thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng bình thường; trạng thái tạm thời, vào yêu cầu mà thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng bình thường; trạng thái ngẫu nhiên, không thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng bình thường mà thiết kế theo trạng thái ngẫu nhiên 5.1.9 Đối với trạng thái ngẫu nhiên, cần tiến hành thiết kế theo nguyên tắc sau đây: 5.1.9.1 Đối với kết cấu chịu tải chủ yếu công trình thủy cơng tưới nước quan trọng (đầu mối), việc thiết kế kết cấu cần dựa tổ hợp ngẫu nhiên phản ứng tác động, dùng biện pháp phịng hộ để khơng gây nên lực chịu tải 10 TCVN …… : 2012 b giới hạn X B.4 Biến biến phụ thêm B.4.1 Biến số tổng hợp X hàm số tuyến tính biến số ngẫu nhiên độc lập Yi (i=1,2,…,n) tính tốn cơng thức sau đây: n X  a0   Yi (B-38) i 1 đó:  ,  i (i=1,2, ,n) số Giá trị bình quân sai số tiêu chuẩn biến số tổng hợp X tính tốn cơng thức sau đây: n  x  a0   Yi (B-40) i 1 x  đó: n  a   i i 1 (B-41) Yi  Yi trị số bình quân Yi;  Yi sai số tiêu chuẩn Yi B.4.2 Biến số tổng hợp X hàm số lũy thừa biến số ngẫu nhiên độc lập Yi (i=1,2,…,n), tính tốn theo cơng thức sau đây: n X  a Yi bi (B-42) i 1 đó: a, bi (i=1,2, ,n) số Biến số ngẫu nhiên Yi (i=1,2,…,n) phù hợp với phân bố tắc logarit, trị số bình quân biến số tổng hợp X hệ số biến dị tính theo cơng thức sau đây:  X  a  Y  bi n x  (B-43) i i 1 n  b   i 1 i Yi (B-44) B.4.3 Biến số tổng hợp X hàm số biến số ngẫu nhiên độc lập Yi (i=1,2,…,n), tính tốn theo cơng thức sau đây: X  U (Y1,Y2 , Yn ) (B-45) Công thức gần trị số bình quân sai số tiêu chuẩn X, là: 27 TCVN …… : 2012  x  U Y , Y , Yn   U x   i 1  Yi  n   Yi   Yi  Yi (B-46) (B-47) 28 TCVN …… : 2012 PHỤ LỤC C PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHỈ TIÊU TIN CẬY VÀ CHỈ TIÊU TIN CẬY MỤC TIÊU C.1 Phương pháp tính tiêu tin cậy kết cấu C.1.1 Các biến số kết cấu Xi (i=1,2,…,n) phụ thuộc phân bố tắc độc lập với nhau, phương trình trạng thái giới hạn kết cấu tuyến tính, tính tốn theo cơng thức sau đây: n a   X i  (C-1) i 1 Trị số bình quân độ lệch tiêu chuẩn biến số Xi kết cấu   i  i , tiêu tin cậy tính tốn theo công thức sau đây: n  a0    xi i 1 n (  ai  xi  ) (C-2) i 1 C.1.2 Các biến số kết cấu Xi (i=1,2, ,n) phụ thuộc phân bố tắc độc lập với nhau, phương trình trạng thái giới hạn phù hợp với công thức sau đây: g  X1 , X , X i , , X n   (C-3) điểm nghiệm toán thiết kế nằm biên hiệu lực tiêu tin cậy kết cấu tốn theo nhóm phương trình sau đây:   g x1* , x1* , , xn*  (C-4) xi*   Xi  i   Xi (C-5)  xi i  đó: g xi n  g    Xi xi  i 1  x* x*         tính (C-6) xi* điểm nghiệm toán thiết kế X  i hệ số độ nhạy Xi C.1.3 Các biến số kết cấu Xi (i=1,2, ,n) phân bố độc lập với nhau, dựa theo công thức (C-7) (C-8) đem biến phân bố tắc hóa tương đương nơi điểm nghiệm toán, tiêu tin cậy kết cấu  tính tốn theo cơng thức (C-9), (C-10), (C-11): 29 TCVN …… : 2012  ' Xi    1 Fxi xi* / f Xi X i*  (C-7)  ' Xi  xi*   1 Fxi xi*  ' Xi (C-8)   g x1* , x2* , , xn*  (C-9) xi*   ' Xi i   ' Xi (C-10)  ' Xi i  g xi n     ' Xi g xi  i 1   x*    * x      (C-11) đó:  ' Xi trị số bình qn phân bố tắc tương đương biến số ngẫu nhiên Xi  ' xi sai lệch tiêu chuẩn phân bố tắc tương đương biến số ngẫu nhiên Xi C.1.4 Sơ đồ khối tính tốn tiêu độ tin cậy  hình C 30 TCVN …… : 2012 Đã biết: Các tham số thống kê  xi ,  xi biến số Xi (i=1,2, ,n) mô hình phân bố xác suất chúng, phương trình trạng thái giới hạn g(x1, x2, ,xn)=0 Giả định trị số sơ ban đầu tọa độ xi chỗ điểm nghiệm tốn thiết kế,  xi Chính thái hóa tương đương: biến số phân bố Xi theo công thức(C-7, C-8) tìm cho  Xi ,  xi  ' Xi ,  ' xi để thay Tính tốn xi theo công thức (C-11) Thay  ' Xi ,  ' xi Dựa vào trị số  vào công thức (C-9) để tìm trị số  tìm cơng thức (C-10) để tìm trị số xi* Lấy trị số xi* lần làm trị số dùng cho lần sau Không  lần trước -  lần ɛ Được  lần tiêu tin cậy tìm được, xi* trị số tọa độ điểm p* Hình C Sơ đồ khối tính toán tiêu tin cậy C.2 Xác định tiêu tin cậy mục tiêu 31 TCVN …… : 2012 C.2.1 Trình tự xác định tiêu tin cậy mục tiêu theo phương pháp hiệu chỉnh cần phải phù hợp với quy định sau đây: C.2.1.1 Căn vào phạm vi thích hợp hàm tin cậy mục tiêu, dựa theo quy phạm thiết kế loại kết cấu thủy công để chọn loại kết cấu, cấu kiện kết cấu điển hình làm đối tượng tính tốn “phương pháp hiệu chỉnh”, theo cấp an toàn kết cấu chia thành ba nhóm C.2.1.2 Trong nhóm kết cấu cấu kiện kết cấu, vào số lượng dùng cơng trình, giá thành, đồng thời kết hợp với kinh nghiệm cơng trình, phán đốn xác định trọng số chúng, tổng trọng số nhóm 1, tức là: n  i 1 i 1 (C-12) C.2.1.3 Lấy hệ số an toàn ứng suất cho phép quy phạm thiết kế hành làm điều kiện ràng buộc, lấy lượng dùng vật liệu làm mục tiêu, tiến hành thiết kế tối ưu hóa kết cấu cấu kiện kết cấu điển hình nêu C.2.1.4 Xác định hiệu ứng tác dụng kết cấu cấu kiện kết cấu sau tối ưu hóa thiết kế nêu tham số thống kê sức kháng mơ hình xác suất C.2.1.5 Lần lượt tính tốn tiêu tin cậy  li loại kết cấu cấu kiện kết cấu điển hình C.2.1.6 Tìm tiêu tin cậy bình qn gia quyền 1 nhóm kết cấu cấu kiện kết cấu có cấp an toàn kết cấu tức tiêu tin cậy theo tiêu chuẩn quy phạm cấp an toàn kết cấu C.2.1.7 Đối với nhiều kết cấu thủy công cấu kiện kết cấu điển hình xây dựng phân nhóm theo cấp an tồn kết cấu Hệ số gia quyền nhóm trước Làm lặp lại bước mục C.2.1.4, C.2.1.5, C.2.1.6, tìm tiêu tin cậy gia quyền 2 nhóm kết cấu thủy công cấu kiện kết cấu thực tế 1 ,  , xét cách tổng hợp cân tốt an toàn kinh tế, xác định tiêu tin cậy mục tiêu  T cấp an toàn kết cấu khác C.2.1.8 Căn vào C.2.2 Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu kết cấu thủy cơng xác định theo quy định sau đây: Thông qua việc hiệu chỉnh “Quy phạm thiết kế đập bê tông trọng lực” “Quy phạm thiết kế kết cấu bê tông cốt thép thủy công” nhận định chuyên gia, tiêu tin cậy mục tiêu hai loại kết cấu trạng thái giới hạn lực chịu tải tình trạng liên tục lâu dài, xem bảng C-1 Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu  T loại kết cấu thủy cơng khác, vào kết hiệu chỉnh phân tích tiêu tin cậy riêng, tham khảo bảng C-1 mà xác định Bảng C-1: Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu T (Trạng thái giới hạn lực chịu tải tình trạng liên tục lâu dài kết cấu) Cấp an toàn kết cấu Cấp I Cấp II Cấp III 32 TCVN …… : 2012 Loại hình phá hoại Phá hoại loại I (dẻo) 3,7 3,2 2,7 Phá hoại loại II (dòn) 4,2 3,7 3,2 33 TCVN …… : 2012 PHỤ LỤC D CÁC THAM SỐ THỐNG KÊ VÀ PHÂN BỐ XÁC SUẤT CỦA TÁC DỤNG D.1 Việc phân loại biến dị theo thời gian tác dụng kết cấu thủy cơng, tiến hành theo bảng D-1 D.2 Phân bố xác suất trị số lớn tác dụng tạm thời thời đoạn chuẩn thiết kế Đối với tác dụng tạm thời khơng có kiểm sốt người, áp lực gió, tuyết áp lực thủy tĩnh sông, hồ tự nhiên,…, phân bố xác suất trị số lớn thời đoạn chuẩn thiết kế, xác định phương pháp thống kê cực trị, bước cụ thể cần phù hợp với yêu cầu sau đây: D.2.1 Chia thời đoạn chuẩn thiết kế thành n giai đoạn,   số lớn tác dụng thời đoạn độc lập với T ; việc chọn thời đoạn  n cần làm cho trị D.2.2 Tiến hành điều tra thống kê trị số lớn Qi tác dụng thời đoạn  , thời đoạn, chon trị số lớn Qi tác dụng, lấy mẫu số liệu Qi D.2.3 Tiến hành thống kê phân tích mẫu Qi, tính tốn trị số ước tính tham số thống kê, vẽ đồ thị tần số mẫu, giả định mơ hình phân bố xác suất, thơng qua độ trội xác suất mơ hình để so sánh kiểm nghiệm, xác định hàm số phân bố xác suất trị số lớn tác dụng thời đoạn  F (Qi) D.0.2.4 Căn vào hàm số phân bố xác suất thời đoạn F (Qi) , theo cơng thức sau đây, tính tốn phân bố xác suất trị số lớn tác dụng QT thời đoạn chuẩn thiết kế FT (QT): FT QT   F Qi  n D.0.2.5 Từ tham số thống kê số thống kê (D-1)  Q ,  Qi phân bố xác suất thời đoạn F Qi , tìm tham  QT ,  QT trị số lớn tác dụng QT thời đoạn chuẩn thiết kế F Qi phù hợp với phân bố loại hình I cực trị, FT(QT) phù hợp với phân bố loại hình I cực Khi trị, tham số thống kê là:  QT   Qi   QT   Qi ln n  a (D-2) (D-3) D.3 Trị số tiêu chuẩn tác dụng tính tốn theo cơng thức sau đây: D.3.1 Tác dụng phân bố tắc: Fk   f 1 K f 2 f  D.3.2 Tác dụng phân bố loại hình I cực trị: (D-4)   Fk   f 1  0.45005 f  0.7797 f ln ln K f   (D-5) 34 TCVN …… : 2012 PHỤ LỤC E CÁC THAM SỐ THỐNG KÊ VÀ PHÂN BỖ XÁC SUẤT CỦA LỰC KHÁNG KẾT CẤU E.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến tính bất định lực kháng kết cấu bao gồm tính vật liệu kết cấu, đá, đất, nền,…, tính bất định tham số hình học mơ hình tính tốn,… E.2 Các tính vật liệu kết cấu, đá, đất nền: E.2.1 Tính bất định tính vật liệu kết cấu, đá, đất nền, KM, cần xác định theo công thức sau đây: KM  0  K0  K f (E-1) fc fs f Kf  s fk K0  đó: (E-2) (E-3) fc trị số tính mẫu thí nghiệm vật liệu kết cấu, đá, đất fs trị số tính mẫu thí nghiệm vật liệu, đá, đất nền; 0 hệ số, xét tới ảnh hưởng nhân tố như: khuyết tật vật liệu, chất lượng thi cơng, hiệu ứng kích thước, tốc độ gia tải, phương pháp thí nghiệm, hiệu ứng thời gian,… Trị số bình quân  KM hệ số biến dị  KM tính bất định KM tính vật liệu kết cấu, đá, đất nền, cần xác định theo công thức sau đây: K  m 0  f k (E-4)  K   k20   m2 (E-5) K  M M đó:  K trị số bình quân K0  K hệ số biến dị K0 E.2.2 Trị số tiêu chuẩn tính cường độ vật liệu thí nghiệm, đá, đất nền: Khi mơ hình phân bố xác suất phân bố tắc: f k  m 1 K m 2 m  (E-6) đó: Km2 – xem cơng thức (E-7) Khi mơ hình phân bố xác suất phân bố tắc logarit: fk  m 1  m   exp  K m ln   m2  (E-8) E.0.3 Tham số hình học kết cấu: 35 TCVN …… : 2012 Tính bất định tham số hình học kết cấu phản ánh sai khác kích thước thực tế kết cấu với trị số tiêu chuẩn Tính bất định tham số hình học biểu thị K  , tính tốn theo cơng thức sau đây: Ka  a ak (E-9) đó: a, ak trị số thực tế tham số hình học kết cấu trị số tiêu chuẩn Trị số bình qn hệ số biến dị tính bất định tham số hình học K a  a Ka, là: (E-10) ak K a   a (E-11) đó: a , a trị số bình quân hệ số biến dị trị số thực tế tham số hình học kết cấu Khi kích thước nhỏ tiết diện kết cấu lớn 3m, sai lệch kích thước chế tạo với kích thước tiết diện bỏ qua, coi tham số hình học khơng đổi E.4 Tham số thống kê mơ hình phân bố xác suất lực kháng kết cấu: Biểu thức biến số phụ thêm tính bất định lực kháng kết cấu, KR, là: KR  R Rk (E-12) K R  K M  K a  K p (E-13) đó: R lực kháng thực tế cấu kiện kết cấu kết cấu; RK trị số lực kháng tổng hợp tìm cơng thức tính tốn lực kháng , trị số tiêu chuẩn tham số hình học tính vật liệu, quy định quy phạm KP biến số phụ thêm tính bất định tính tốn lực kháng kết cấu, xác định cách đánh giá theo kinh nghiệm cơng trình Trị số bình qn biến số phụ thêm tính bất định lực kháng tổng hợp kết cấu cấu kiện kết cấu vật liệu đơn nhất, K  K  K  K R M a M a (E-14) P  K   K2   K2   K2 R KR, hệ số biến dị nó, biểu thị là: P (E-15) đó:  K - trị số bình quân KP P  K - hệ số biến dị KP P 36 TCVN …… : 2012 Lực kháng tổng hợp kết cấu cấu kiện kết cấu vật liệu phức hợp biểu thị hàm số phi tuyến tính, tính tốn phương pháp truyền dẫn sai số Mơ hình phân bố xác suất lực kháng tổng hợp R giả định tắc logarit 37 TCVN …… : 2012 PHỤ LỤC F PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỔ HỢP THỜI ĐOẠN  Chọn thời gian quan trắc T0 đủ dài, tiến hành quan trắc liên tục tác dụng tạm thời, biến đổi theo thời gian trị số tác dụng tạm thời Q, đồ thị F Hệ số tổ hợp thời đoạn thời Q vượt  , xác định theo tỷ số tổng thời gian liên tục mà tác dụng tạm n n i 1 i 1  Qk ,  t i , tổng thời gian quan trắc T0, tức  t i / T0  0.5 Hình F Đồ thị biến đổi theo thời gian trị số tác dụng tạm thời Q 38 TCVN …… : 2012 PHỤ LỤC G PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN HỆ SỐ KẾT CẤU G.1 Điều kiện tính tốn trình tự tính tốn hệ số kết cấu: G.1.1 Các điều kiện biết: Công thức thiết kế trạng thái giới hạn hệ số thành phần kết cấu hệ số thành phần Mơ hình phân bố xác suất, trị số bình quân hệ số biến dị tác dụng, tham số thống kê tính bất định mơ hình tính tốn hiệu ứng tác dụng, trị số tiêu chuẩn, hệ số thành phần tác dụng Mơ hình phân bố xác suất, trị số bình qn, hệ số biến dị tính vật liệu kết cấu, tham số thống kê tính bất định mơ hình tính tốn lực kháng, trị số tiêu chuẩn, hệ số thành phần tính vật liệu; Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu kết cấu G.1.2 Trình tự tính tốn: Giả thiết giá trị ban đầu ᵞd hệ số kết cấu ᵞd0 dùng giá trị tiêu chuẩn, hệ số thành phần tác dụng tính vật liệu biết, vào công thức thiết kế trạng thái giới hạn hệ số thành phần, để tính kích thước hình học kết cấu 1) Sử dụng kích thước hình học kết cấu tính được, tham số thống kê tác dụng tính vật liệu kết cấu, tham số thống kê tính bất định mơ hình tính tốn hiệu ứng tác dụng lực kháng, để tính tham số tương ứng lực kháng hiệu ứng tác dụng, dựa vào phân tích trạng thái giới hạn xác suất, tính  theo phương pháp phụ lục C 2) So sánh tiêu tính tốn với tiêu tin cậy mục tiêu:   T  (G-1) Nếu không thỏa mãn công thức (G.0.1), mà bước từ (1) đến (3); ᵞd   T  đặt  d   d   d , làm lặp lại < 0, đặt ᵞ d   d   d , lập lại bước từ (1) đến (3) Nếu thỏa mãn công thức (G.0.1), ᵞd giả thiết kết cần tìm G.2 Phương pháp bước xác định hệ số kết cấu dùng quy phạm: G.2.1 Đối với kết cấu loại, vào mức độ ảnh hưởng giá thành cơng trình loại nhân tổ ảnh hưởng tới tính tốn hệ số kết cấu, mà xác định trọng số loại nhân tố  T , hệ số thành phần tính vật liệu ᵞm, hệ số tình thiết kế  , tương ứng với tiêu tin cậy mục tiêu  T , theo công thức thiết kế hệ số G.2.2 Căn vào hệ số tầm quan trọng kết cấu thành phần, tính tốn hệ số kết cấu ᵞdi trường hợp thiết kế 39 TCVN …… : 2012 G.2.3 Căn vào hệ số gia quyền loại nhân tố, bình quân gia quyền hệ số kết cấu ᵞdi, tìm ᵞd0 Cũng từ dãy ᵞdi tính tình thiết kế, mà tổng hợp phân tích để chọn ᵞd0 G.2.4 Sử dụng trị số hệ số kết cấu ᵞd tìm kể loại hệ số thành phần khác tương ứng, tiến hành thiết kế thử, vào kết thiết kế thử kinh nghiệm thiết kế cơng trình mà phân tích đánh giá, cuối xác định trị số ᵞd dùng quy phạm 40 TCVN …… : 2012 11 Trung tâm tiêu chuẩn chất lượng Việt nam chịu trách nhiệm xuất bản, phát hành giữ quyền Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) Không in, sao, chụp TCVN chưa phép Trung tâm Tiêu chuẩn chất lượng Việt nam Địa chỉ: Trung tâm Tiêu chuẩn chất lượng Việt nam Số Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà nội Tel: (84-4) 37564269/37562807 * Fax: (84-4)3 361 771 E-mail: info@vsqc.org.vn * Website: All rights reserved No part of this publication may be reproduced or utilised in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from Vietnam Standareds and Quality Centre (VSQC) Địa chỉ: Vietnam Standards and Quality Centre (VSQC)41 Hoang Quoc Viet, Cau Giay Dist, Ha noi Vietnam Tel: (84-4) 37564269/37562807 * Fax: (84-4)3 361 771