cÔng trÌnh thỦy lỢi yÊu cẦu thiẾt kẾ theo ĐỘ tin cẬy · công trình thủy lợi...
TRANSCRIPT
TCVN ……..: 2012
i
TCVN …..:2012
Xuất bản lần ….
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU THIẾT KẾ THEO ĐỘ
TIN CẬY
Hydraulic Engineering Structures – Design Reliability Requirements
HÀ NỘI - 2012
T C V N T I Ê U C H U Ẩ N Q U Ố C G I A
DỰ THẢO
TCVN ……..: 2012
ii
TCVN ……..: 2012
3
Mục lục
TCVN ……..: 2012
4
Lời nói đầu
TCVN …. - 2012 được chuyển đổi từ Tiêu chuẩn GB 50199-94 của Nước cộng hòa nhân dân Trung
Hoa.
TCVN ….- 2012 do Viện Khoa học thuỷ lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ
công bố.
TCVN ……..: 2012
5
Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế theo độ tin cậy
Hydraulic Engineering Structures – Design Reliability Requirements
1 Phạm vi áp dụng
1.1 Tiêu chuẩn này quy định các nguyên tắc, yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế kết cấu hệ thống tưới của
công trình thủy lợi theo lý thuyết độ tin cậy, sao cho thiết kế kết cấu của hệ thống phù hợp với các yêu
cầu thích hợp để sử dụng an toàn, hợp lý về kinh tế, tiên tiến về kỹ thuật;
1.2 Tiêu chuẩn này thích hợp dùng cho việc tính toán thiết kế kết cấu, lựa chọn cấu kiện kết cấu và
nền móng của các loại công trình thủy công có chức năng tưới làm bằng các loại vật liệu, trong các
thời kỳ vận hành, thi công (bao gồm chế tạo, vận chuyển, lắp ráp) và kiểm tra sửa chữa;
1.3 Tiêu chuẩn này sử dụng nguyên tắc thiết kế theo các phương pháp của trạng thái giới hạn các
hệ số riêng phần, mà các hệ số này được xác định theo xác suất ;
1.4 Có thể vận dụng các quy định trong tiêu chuẩn này để thiết kế các loại công trình thủy công khác
có điều kiện làm việc và đặc tính kỹ thuật tương tự.
2 Thuật ngữ và định nghĩa
2.1
2.2
2.3
2.4
3 Ký hiệu
3.1 Các ký hiệu về độ tin cậy của kết cấu
Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa của ký hiệu
1. T Tuổi thọ dự kiến của công trình để thiết kế của kết cấu
2. R Phản ứng của kết cấu
3. S Hiệu ứng tác dụng của kết cấu
4. Z Hàm số công năng của kết cấu
5. R Giá trị bình quân của lực phản ứng
6. R Sai số tiêu chuẩn của lực phản ứng
T I Ê U C H U Ẩ N Q U Ố C G I A TCVN : 2012
TCVN ……..: 2012
6
7. R Hệ số biến dị của lực phản ứng
8. S Giá trị bình quân của ứng suất trong kết cấu
9. S Sai số tiêu chuẩn của ứng suất trong kết cấu
10. S
Hệ số sai lệch của ứng suất trong kết cấu
11. SP Xác suất tin cậy của kết cấu
12. fP Xác suất phá hủy của kết cấu
13. Chỉ số độ tin cậy của kết cấu
14. T Chỉ số độ tin cậy của hệ thống kết cấu
15. i Trọng số của loại kết cấu thứ 1
16. iX Biến ngẫu nhiên thứ 1 (bao gồm giá trị kỳ vọng và phần nhiễu )
17. iX Giá trị trung bình quân của biến ngẫu nhiên Xi
18. iX
Độ lệch chuẩn của biến ngẫu nhiên Xi
19. *
ix
Vị trí của kết cấu để kiểm tra biến ngẫu nhiên Xi
20. iX' Giá trị kỳ vọng của phân phối chuẩn gần đúng của biến ngẫu nhiên Xi
21. iX' Độ lêch chuẩn của phân phối chuẩn gần đúng của biến ngẫu nhiên Xi
22. i Hệ số độ nhạy của biến ngẫu nhiên Xi
3.2 Các ký hiệu về các tác động lên kết cấu
Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa của ký hiệu
1. F Tác động
2. G Tác động vĩnh cửu
3. Q Tác động tạm thời
4. A Tác động ngẫu nhiên
5. kF Giá trị tiêu chuẩn của tác động
6. dF Giá trị thiết kế của tác động
7. f Giá trị trung bình của tác động
8. G Giá trị trung bình của tác động thường xuyên
9. Q Giá trị trung bình của tác động tạm thời
10. f Sai số tiêu chuẩn của tác động
11. f Hệ số sai lệch của tác động
3.3 Các ký hiệu về cường độ vật liệu và các thông số hình học
Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa của ký hiệu
1. kf Giá trị tiêu chuẩn của cường độ vật liệu kết cấu
TCVN ……..: 2012
7
2. df Giá trị thiết kế của cường độ vật liệu kết cấu
3. cf Giá trị thực tế của cường độ vật liệu kết cấu
4. sf Giá trị cường độ vật liệu của mẫu thí nghiệm
5. m Giá trị trung bình của cường độ vật liệu
6. m Độ lêch chuẩn của cường độ vật liệu
7. m Hệ số nhiễu của của cường độ vật liệu
8. a Các thông số hình học của kết cấu
9. ka Giá trị tiêu chuẩn của các thông số hình học
10. a Giá trị trung bình của các thong số hình học
11. a Hệ số nhiễu của các thông số hình học
12. o Hệ số khác biệt giữa cường độ thực tế của vật liệu kết cấu
và cường độ vật liệu của mẫu thí nghiệm
3.4 Các ký hiệu, công thức tính toán theo trạng thái giới hạn các hệ số riêng phần
Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa của ký hiệu
1. o Hệ số chủ yếu của kết cấu
2. Hệ số riêng phần của kết cấu trong thiết kế
3. kA Giá trị điển hình của tác động ngẫu nhiên
4. f Các hệ số riêng phần của tác động
5. m Các hệ số riêng phần của cường độ vật liệu
6. G Các hệ số riêng phần của tác động thường xuyên
7. Q Các hệ số riêng phần của tác động tạm thời
8. d Hệ số kết cấu
9. 1d Hệ số tổ hợp chủ yếu của các trạng thái giới hạn về khả
năng chịu lực của kết cấu
10. 2d Hệ số tổ hợp ngẫu nhiên của các trạng thái giới hạn về khả
năng chịu lực của kết cấu
11. 3d Hệ số tổ hợp của các trạng thái giới hạn về khả năng chịu
tải trọng tạm thời
12. 4d 4d Hệ số tổ hợp của các trạng thái giới hạn về khả năng chịu
tải trọng thường xuyên
13. kG Giá trị tiêu chuẩn của tác động thường xuyên
14. kQ Giá trị tiêu chuẩn của tác động tạm thời
15. Hệ số tổ hợp của các tác động thường xuyên
16. c Giá trị tới hạn của cường độ vật liệu kết cấu
TCVN ……..: 2012
8
3.5 Các ký hiệu toán học
Số thứ tự Ký hiệu Ý nghĩa của ký hiệu
1. Hàm số phân phối theo luật chuẩn
2. Hàm số mật độ xác suất theo luật chuẩn
3. 1 Nghịch đảo hàm phân phối chuẩn
4. xF Hàm số phân phối xác suất của biến ngẫu nhiên X
5. xF 1 Nghịch đảo hàm phối xác suất của biến ngẫu nhiên X
6. xf Hàm số mật độ xác suất của biến ngẫu nhiên X
7. XE Kỳ vọng toán của biến ngẫu nhiên X
8. XD Phương sai của biến số ngẫu nhiên X
9. exp Hàm số mũ
10. S Hàm phản ứng của kết cấu
11. R Hàm cường độ của kết cấu
4 Yêu cầu chung khi tính toán thiết kế
4.1 Tuổi thọ yêu cầu của kết cấu công trình tưới nước cấp 1 khi thiết kế là 100 năm; các kết cấu
công trình có tính vĩnh cửu khác, lấy là 50 năm. Tuổi thọ yêu cầu trong thiết kế kết cấu các công trình
tạm thời cần căn cứ vào số năm sử dụng dự định và thời gian kéo dài có thể được mà xác định.
Đối với công trình tưới nước thuộc loại công trình lớn đặc biệt, cần có các nghiên cứu riêng biệt để xác
định tuổi thọ yêu cầu khi thiết kế.
4.2 Trong thời gian khai thác các công trình tưới nước, khi thiết kế kết cấu các công trình này cần
thỏa mãn các yêu cầu chức năng sau đây:
4.2.1 Trong quá trình thi công công trình , có thể sử dụng điều kiện bình thường của các loại tác động
có khả năng xảy ra để kiểm tra khả năng chịu đựng của kết cấu.
4.2.2 Trong quá trình khai thác, có thể sử dụng trong điều kiện cực trị bình thường của các loại tác
động, để kiểm tra khả năng chịu đựng của kết cấu theo yêu cầu của Tiêu chuẩn thiết kế sử dụng .
4.2.3 Trong điều kiện bảo dưỡng bình thường, có tính cường độ chịu lực của kết cấu theo hướng
dẫn thiết kế theo.
4.2.4 Khi công trình chịu các tác động ngẫu nhiên có thể xẩy ra, kết cấu công trình phải đảm bảo ổn
định tới mức cần thiết.
4.3 Mức độ an toàn kết cấu của công trình thủy công nên dựa vào tính quan trọng của công trình
thủy công và tính nghiêm trọng về hậu quả có khả năng xảy ra khi công trình bị phá hoại (sống chết,
thiệt hại về kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống xã hội, …) tương ứng với cấp công trình thủy công, mức
độ an toàn kết cấu chia làm 03 cấp như bảng 4.1. Quy định chia cấp công trình thủy công được cho ở
phụ lục A của tiêu chuẩn này.
TCVN ……..: 2012
9
Bảng 4.1. Mức độ an toàn kết cấu theo cấp công trình thủy công
Cấp an toàn kết cấu của công trình
thủy công
Cấp của công trình thủy công
I 1
II 2; 3
III 4; 5
Đối với các công trình thủy công, khi có yêu cầu an toàn đặc biệt, thì 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 của toàn kết cấu và cấu kiện kết cấu có thể căn cứ vào vị trí của nó
trong công trình thủy công, mức độ ảnh hưởng của sự phá hoại của bản thân nó đối với sự an toàn
của công trình thủy công mà sử dụng cùng cấp với cấp an toàn kết cấu của công trình thủy công, hoặc
giảm đi một cấp. Cấp an toàn kết cấu của nền móng tương đồng với cấp an toàn kết cấu của công
trình thủy công.
4.5 Để bảo đảm mức độ tin cậy của các loại kết cấu thủy công, trong biên soạn Tiêu chuẩn thiết kế
các loại kết cấu này, cần đưa ra các quy định đối với từng công việc như: phân tích tính toán, thiết kế
cấu tạo chi tiết, cường độ chịu lực của vật liệu, chất lượng thi công, điều kiện vận hành và duy tu bảo
dưỡng,…
5 Nguyên tắc thiết kế theo trạng thái giới hạn
5.1 Quy định chung
5.1.1 Kết cấu thủy công cần được thiết kế theo trạng thái giới hạn về khả năng lực chịu tải của kết
cấu và trạng thái giới hạn về khả năng khai thác bình thường.
5.1.2 Việc thiết kế kết cấu thủy công cần quy định rõ ràng về các chỉ tiêu và giá trị tới hạn đối với các
loại trạng thái giới hạn của kết cấu.
5.1.3 Khi kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu xuất hiện một trong các trạng thái dưới đây, cần cho rằng đã
vượt quá trạng thái giới hạn của năng lực chịu tải của kết cấu:
5.1.3.1 Toàn bộ kết cấu hoặc một bộ phận của kết cấu mất cân bằng tổng thể.
5.1.3.2 Cấu kiện kết cấu bị phá hoại (bao gồm cả phá hủy mỏi) khi xẩy ra biến hình vượt quá giới hạn
do biến dạng dẻo, thì không thể tiếp tục sử dụng.
5.1.3.3 Kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu bị mất ổn định đàn hồi.
5.1.3.4 Toàn bộ kết cấu hoặc một bộ phận của kết cấu chuyển thành hệ biến hình.
5.1.3.5 Kết cấu đất, đá, hoặc nền, đá xung quanh mất ổn định do thấm,…
TCVN ……..: 2012
10
5.1.4 Khi kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu đạt tới trị số giới hạn làm ảnh hưởng đến việc sử dụng bình
thường hoặc đến tính bền vững, đồng thời kết cấu xuất hiện một trong các trạng thái sau đây, thì cần
cho rằng đã vượt quá trạng thái giới hạn khai thác bình thường:
5.1.4.1 Mức biến dạng của kết cấu gây ảnh hưởng đến việc khai thác bình thường hoặc đến ngoại
hình của kết cấu.
5.1.4.2 Mức dao động gây ảnh hưởng không tốt đến nhân viên vận hành hoặc đến các thiết bị, dụng cụ
đo,…
5.1.4.3 Mức hư hỏng cục bộ gây ảnh hưởng không tốt đến ngoại hình, tính bền vững của kết cấu và
đến khả năng chống thấm của kết cấu chống thấm
5.1.4.4 Các trạng thái riêng biệt khác có ảnh hưởng đến khai thác bình thường của kết cấu.
5.1.5 Giá trị tới hạn về cường độ vật liệu của kết cấu khi thiết kế theo trạng thái giới hạn khai thác
bình thường, cần được xác định theo các yêu cầu về cường độ vật liệu quy định trong Tiêu chuẩn thiết
kế các loại kết cấu thủy công.
5.1.6 Mức phá hoại của kết cấu thủy công có thể được chia thành hai loại, độ tin cậy của kết cấu phá
hoại loại 2 cao hơn loại 1.
5.1.6.1 Loại phá hoại thứ nhất: phá hoại có tính đột phát, trước khi phá hoại, có thể nhìn thấy triệu
chứng, quá trình phá hoại chậm.
5.1.6.2 Loại phá hoại thứ hai: phá hoại có tính đột phát, trước khi phá hoại không có triệu chứng rõ rệt,
hoặc một khi kết cấu xảy ra sự cố, thì khó khắc phục hoặc sửa chữa phục hồi.
5.1.7 Khi thiết kế kết cấu, cần căn cứ vào các tác dụng khác nhau, hệ thống kết cấu và điều kiện
hoàn cảnh có khả năng xảy ra trong các thời kỳ khác nhau, như 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 cả ba trạng thái thiết kế, đều cần tiến hành thiết kế theo trạng thái giới hạn năng lực chịu
tải. Đối với trạng thái thường xuyên cần thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng bình thường; đối với
trạng thái tạm thời, có thể căn cứ vào yêu cầu mà thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng bình
thường; đối với trạng thái ngẫu nhiên, có thể 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 các nguyên tắc sau đây:
5.1.9.1 Đối với kết cấu chịu tải chủ yếu của công trình thủy công tưới nước quan trọng (đầu mối), việc
thiết kế kết cấu cần được dựa trên tổ hợp ngẫu nhiên của phản ứng tác động, hoặc dùng biện pháp
phòng hộ để không gây nên mất năng lực chịu tải.
TCVN ……..: 2012
11
5.1.9.2 Đối với kết cấu không chịu tải chủ yếu của công trình thủy công ưới nước thứ yếu (hạ nguồn)
và của công trình thủy công chủ yếu thì cho phép xảy ra phá hoại cục bộ, nhưng không được ảnh
hưởng đến sự an toàn của kết cấu chịu tải chủ yếu của công trình thủy công chủ yếu.
5.2 Các biến cơ bản
5.2.1 Khi phân tích độ tin cậy của kết cấu, cần sử dụng các tác động, cường độ của vật liệu, của nền
móng và đá xung quanh và các thông số hình học của kết cấu,… làm biến số cơ bản; cần sử dụng các
yếu tố ngẫu nhiên vào công thức tính toán làm biến phụ thêm.
5.2.2 Biến cơ bản và biến phụ thêm cần được sử dụng chung là biến ngẫu nhiên, các tham số thống
kê và mô hình phân phối xác suất của nó có thể xác định theo phụ lục B của Tiêu chuẩn này.
5.2.3 Khi phân tích độ tin cậy của kết cấu cũng có thể lấy một số biến số cơ bản và biến số phụ thêm
tổ hợp thành một biến số tổng hợp, như phản ứng tổng hợp của kết cấu và cường độ tổng hợp của kết
cấu….
5.3 Phương trình trạng thái giới hạn
5.3.1 Hàm số chức năng Z của kết cấu, có thể biểu diễn bằng công thức sau đây:
Z = g(X1, X2,…., Xn) (1)
Trong đó:
g là hàm số chức năng của kết cấu;
Xi (i= 1,2,…,n) là biến số cơ bản và biến số phụ thêm.
5.3.2 Trạng thái giới hạn của kết cấu được biểu diễn bằng phương trình trạng thái giới hạn sau đây:
0,...,, 21 nXXXg (2)
5.3.3 Điều kiện của trạng thái giới hạn khi thiết kế cấu được xác định theo biểu thức sau đây:
g(X1, X2,…., Xn)0 (3)
Khi chỉ có hai biến tổng hợp là cường độ của vật liệu kết cấu R và phản ứng của kết cấu S, điều
kiện an toàn của kết cấu là:
R – S 0 (4)
5.4 Chỉ số độ tin cậy của kết cấu
5.4.1 Độ tin cậy của kết cấu cũng có thể được đánh giá bằng chỉ số độ tin cậy ᵝ:
)1(1fP
(5) trong đó
1
là hàm số nghịch đảo của phân phối chuẩn
fP là xác suất phá hủy của kết cấu
Xác suất phá hủy của kết cấu được tính theo công thức sau đây:
TCVN ……..: 2012
12
0 gPPf (6)
Độ tin cậy (Xác suất an toàn) của kết cấu sP, tính theo công thức sau đây:
0 gPPs (7)
5.4.2 Chỉ số độ tin cậy của kết cấu, được xác định dựa vào giá trị trung bình quân của biến cơ bản
và biến phụ, độ lệch tiêu chuẩn và mô hình phân phối xác suất, để tiến hành tính toán theo phương
pháp mômen hai cấp bậc nhất trong Phụ lục C.1 của Tiêu chuẩn này.
Khi phương trình trạng thái giới hạn của kết cấu chỉ có hai biến độc lập, là cường độ vật liệu R và
phản ứng kết cấu S, đồng thời đều là phân phối chuẩn, chỉ số độ tin cậy của kết cấu có thể xác định
theo công thức sau đây:
22
SR
SR
(8)
trong đó: R là giá trị trung bình của cường độ vật liệu kết cấu;
R là độ lệch chuẩn của cường độ vật liệu kết cấu;
S là giá trị bình quân của phản ứng của kết cấu ;
R là độ lệch chuẩn của phản ứng kết cấu.
5.4.3 Ứng với các tình huống thiết kế và trạng thái giới hạn của kết cấu, mức độ thiết kế độ tin cậy
của kết cấu cần đạt được chỉ tiêu tin cậy mục tiêu quy định. Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của kết cấu, cần
căn cứ vào kết quả hiệu chỉnh độ tin cậy của các quy phạm thiết kế công trình thủy công hiện hành, kết
hợp với phân tích độ tin cậy của kết cấu được thiết kế và thi công bình thường và kinh nghiệm vận
hành, thông qua phân tích tổng hợp về an toàn và kinh tế, mà xác định theo Phụ lục C của tiêu chuẩn
này.
5.4.4 Đối với trạng thái giới hạn của năng lực chịu tải, chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của nó cần được đưa
ra riêng biệt theo cấp an toàn, tình huống thiết kế, loại hình phá hoại. Đối với kết cấu có cùng cấp an
toàn kết cấu, chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của tình huống thiết kế tạm thời và của tình huống thiết kế ngẫu
nhiên, cần thấp hơn chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của tình huống thiết kế lâu dài.
5.4.5 Đối với trạng thái giới hạn sử dụng bình thường, chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của kết cấu có thể
căn cứ vào đặc điểm của kết cấu khác nhau và kinh nghiệm công trình mà xác định.
6 Các tác động lên kết cấu
6.1 Phân loại tác động
6.1.1 Các loại tác dụng trên kết cấu, về cơ bản độc lập với nhau về thời gian và không gian, thì mỗi
một loại tác dụng có thể coi là tác dụng độc lập; khi một vài tác dụng nào đó có tương quan chặt chẽ,
lại thường xuất hiện đồng thời các trị số bất lợi của chúng, thì có thể xét chúng là một loại tác dụng
ngẫu nhiên.
TCVN ……..: 2012
13
6.1.2 Các tác dụng, tùy thuộc thay đổi theo thời gian, có thể phân loại như sau:
Tác dụng vĩnh cửu;
Tác dụng tạm thời;
Tác dụng ngẫu nhiên.
Việc phân loại một số tác dụng thay đổi theo thời gian của kết cấu thủy công, có thể tiến hành theo Phụ
lục D của Tiêu chuẩn này.
6.1.3 Các tác dụng thay đổi theo vị trí không gian, có thể được phân loại như sau:
Tác dụng cố định;
Tác dụng di động.
6.1.4 Theo sự phản ứng gây ra đối với kết cấu, các tác dụng có thể được phân loại như sau:
Tác dụng trạng thái tĩnh;
Tác dụng trạng thái động.
6.2 Đặc tính ngẫu nhiên của tác động
6.2.1 Tác dụng vĩnh cửu trên kết cấu nên lấy làm biến ngẫu nhiên, khi tính thay đổi của nó không lớn,
có thể coi là đại lượng không đổi.
6.2.2 Tác dụng tạm thời trên kết cấu là quá trình ngẫu nhiên biến đổi theo thời gian, có thể dùng giá
trị lớn (nhỏ) nhất của tác dụng tạm thời trong thời đoạn chuẩn thiết kế hoặc trong năm (thời đoạn) làm
biến số ngẫu nhiên để xử lý. Mô hình phân phối xác suất của tác dụng tạm thời có thể xác định theo
Phụ lục D của tiêu chuẩn này.
6.2.3 Trong phân tích độ tin cậy của kết cấu, các tham số thống kê và mô hình phân phối xác suất
của tác dụng, có thể căn cứ vào quan trắc thực tế hoặc số liệu thí nghiệm mà xác định theo phương
pháp thống kê ở phụ lục B của tiêu chuẩn này. Số liệu thống kê cần có tính đại biểu khi không có đủ tài
liệu thống kê thì có thể kết hợp với kinh nghiệm công trình, phân tích tổng hợp mà phán đoán xác định.
6.2.4 Khi trên kết cấu có một số tác dụng được xác định bằng công thức tính toán theo nhiều biến
ngẫu nhiên, thì các tham số thống kê của nó có thể dùng phương pháp ở phụ lục B của tiêu chuẩn này
để xác định hoặc quy định hợp lý.
6.3 Giá trị đặc trưng của tác động
6.3.1 Khi sử dụng phương pháp thiết kế theo trạng thái giới hạn các hệ số riêng phần, giá trị biểu
diễn các tác động thường xuyên và của tác động tạm thời nên sử dụng giá trị tiêu chuẩn của tác động,
còn giá trị đại biểu của tác dụng ngẫu nhiên thì xác định theo Tiêu chuẩn có liên quan.
6.3.2 Giá trị tiêu chuẩn của tác động thường xuyên có thể dùng một giá trị nào đó tương đối bất lợi
của phân phối xác suất; cũng có thể xác định theo phương pháp truyền thống hoặc theo một phương
pháp đặc trưng nào đó có thể chấp nhận.
TCVN ……..: 2012
14
6.3.3 Giá trị độ lệch chuẩn của tác động tạm thời có thể xác định theo một trị số phân vị nào đó mà
phân phối xác suất của giá trị lớn (hoặc nhỏ) nhất theo năm khai thác (hoặc tuổi thọ công trình) tương
đối bất lợi.
6.3.4 Đối với những tác động tạm thời có giá trị truyền thống hoặc có đặc trưng rõ rệt, và những tác
động tạm thời khó có thể dựa vào tài liệu thống kê để xác định giá trị độ lệch chuẩn của nó theo giá trị
phân vị của phân phối xác suất, thì có thể dùng phương pháp tần xuất hình học để xác định giá trị độ
lệch chuẩn của nó.
6.3.5 Đối với tác động tạm thời có giá trị tới hạn định mức rõ ràng, có thể coi giá trị số giới hạn định
mức ấy là giá trị của độ lệch chuẩn.
6.4 Tổ hợp các phản ứng của tác động
6.4.1 Trong thiết kế kết cấu các công trình thủy công tưới nước cần tiến hành tổ hợp các phản ứng
của tác động, đối với các tác động có khả năng xảy ra đồng thời, riêng biệt cho trạng thái giới hạn năng
lực chịu tải và trạng thái giới hạn khai thác bình thường, trong các tình huống thiết kế khác nhau, và
tiến hành thiết kế với các tổ hợp bất lợi; đối với các tác động khử nhau, thì không cần xét tổ hợp các
phản ứng của chúng.
6.4.2 Đối với trạng thái giới hạn năng lực chịu tải, cần thiết kế theo tổ hợp ngẫu nhiên của các phản
ứng của tác động. Trong tổ hợp ngẫu nhiên, chỉ xét một tác dụng ngẫu nhiên.
6.4.3 Trong tổ hợp cơ bản hiệu ứng tác dụng, đối với thiết kế trạng thái giới hạn xác suất, một tác
dụng tạm thời chủ yếu có thể sử dụng mô hình phân phối xác suất của tuổi thọ chuẩn thiết kế và các
tham số của nó, còn các tác động tạm thời khác, thì sử dụng mô hình phân phối xác suất theo năm
(hoặc tuổi thọ khai thác và các tham số của nó.
6.4.4 Đối với trạng thái giới hạn khai thác bình thường, cần thiết kế theo tổ hợp lâu dài và tổ hợp
ngắn hạn tương ứng với tình huống thiết kế lâu dài, tùy theo yêu cầu, cũng có thể xét đến tổ hợp ngắn
hạn tương ứng với tình huống tạm thời.
7 Tính năng của vật liệu, nền, đá xung quanh và các thông số hình học
7.1 Đặc tính ngẫu nhiên của tính năng vật liệu, nền, đá xung quanh
7.1.1 Các đặc tính cơ lý của vật liệu và nền đá xung quanh, cùng các tính năng khác của chúng, cần
được xác định bằng thí nghiệm theo các Tiêu chuẩn có liên quan.
7.1.2 Tính năng của các loại mẫu thí nghiệm vật liệu, nền, đá xung quanh, được miêu tả bằng mô
hình phân phối xác suất biến ngẫu nhiên. Các tham số thống kê và mô hình phân phối xác suất được
xác định bằng phương pháp ở phụ lục B của tiêu chuẩn này.
7.1.3 Khi không có đủ tài liệu thống kê cần thiết để xác định mô hình phân phối xác suất, thì tính
năng của vật liệu nhân tạo có thể dùng phân phối trạng thái bình thường; tính năng của đá, vật liệu
đất, nền và đá xung quanh, có thể dùng phân bố logarit hoặc phân bố khác.
TCVN ……..: 2012
15
7.1.4 Các tham số thống kê và mô hình phân bố xác suất và nền, đá xung quanh, cần được xác định
theo mẫu lấy tại hiện trường mỗi công trình hoặc bằng số liệu thí nghiệm hiện trường. Khi số liệu
tương đối ít, có thể dựa theo phân loại đá, đất, đồng thời kết hợp với thống kê phân tích các số liệu thí
nghiệm cùng loại của các công trình khác để xác định.
7.1.5 Các tính năng xác định bằng mẫu thí nghiệm của vật liệu, nền, đá xung quanh cần thông qua
hệ số hoặc hàm số tính đổi để chuyển hóan thành tính năng của vật liệu trong kết cấu và của nền, đá
xung quanh tại hiện trường. Tính bất định của vật liệu trong kết cấu và của nền, đá xung quanh tại hiện
trường cần bao gồm hai phần, là tính bất định của hệ số hoặc của hàm số tính đổi, tính toán theo
phương pháp ở phụ lục E của Tiêu chuẩn này
7.2 Giá trị tiêu chuẩn của tính năng vật liệu, nền, đá xung quanh
7.2.1 Khi sử dụng phương pháp thiết kế trạng thái giới hạn các hệ số riêng phần, các giá trị tiêu
chuẩn của cường độ vật liệu, nền, đá xung quanh, cần căn cứ vào trị số phân vị nào đó của phân bố
xác suất tính năng thí nghiệm của mầu vật liệu, lấy mẫu hiện trường, mẫu thí nghiệm hiện trường, phù
hợp với chất lượng quy định.
7.2.2 Giá trị số tiêu chuẩn cường độ của vật liệu nhân tạo (không bao gồm kết cấu khối lớn) có thể
sử dụng trị số phân vị 0,05 của phân phối xác suất; giá trị tiêu chuẩn cường độ bê tông khối lớn của kết
cấu thủy công và cường độ đá nền, đá xung quanh, có thể sử dụng trị số phân vị 0,2 của phân phối
xác suất ; giá trị tiêu chuẩn của cường độ đá, vật liệu đất và nền đất, có thể sử dụng trị số phân vị 0,1
của phân phối xác suất.
7.2.3 Giá trị tiêu chuẩn của môđun biến dạng, hệ số Poisson và tính năng vật lý của vật liệu, nền, đá
xung quanh, nói chung có thể sử dụng trị số phân vị 0,5 của phân phối xác suất. Khi có yêu cầu đặc
biệt về thiết kế, thông qua luận chứng chuyên môn, có thể xác định theo trị số phân vị tương đối bất lợi
của phân phối xác suất.
7.2.4 Khi vật liệu và nền, đá xung quanh của kết cấu thủy công chịu ảnh hưởng lâu dài trong môi
trường có hại hoặc trong các môi trường xấu khác, tính năng của chúng có khả năng bị giảm yếu khi
xác định trị số tiêu chuẩn của chúng cần có chiết giảm.
7.3 Đặc tính ngẫu nhiên và giá trị tiêu chuẩn của thông số hình học kết cấu
7.3.1 Các thông số hình học của kết cấu, như kích thước tiết diện và đường viền, có thể xem là biến
ngẫu nhiên. Các loại tham số thống kê của tham số hình học được xác định bằng phương pháp thống
kê toán học, căn cứ vào số liệu đo đạc thí nghiệm các kích thước hình học của kết cấu, trong trường
hợp sử dụng bình thường. Nếu không có đủ số liệu đo đạc thí nghiệm, có thể căn cứ vào sai số chung
quy định trong Tiêu chuẩn liên quan, thông qua phân tích phán đoán mà xác định. Mô hình phân phối
xác suất của các thông số hình học có thể dùng phân bố chuẩn.
Khi tính biến dị của các thông số hình học của kết cấu chỉ có ảnh hưởng rất nhỏ đối với phản ứng của
kết cấu chịu các tác động và các tính năng khác, thì thông số hình học có thể coi là đại lượng không
đổi.
TCVN ……..: 2012
16
7.3.2 Giá trị tiêu chuẩn của các thông số hình học kết cấu và cấu kiện kết cấu, nói chung có thể dùng
kích thước quy định trong Tiêu chuẩn thiết kế.
7.3.3 Các thông số hình học của các lớp địa chất yếu trong nền đất, và đá xung quanh, có thể căn cứ
vào việc thống kê tài liệu khảo sát, phán đoán điều kiện địa chất và phân tích công trình mà xác định,
giá trị tiêu chuẩn của nó có thể sử dụng làm giá trị của địa chất khi thiết kế.
8 Phân tích kết cấu
8.1 Việc phân tích kết cấu bao gồm các nội dung sau đây:
8.1.1 Xác định phản ứng của tác động lên kết cấu
8.1.2 Xác định nội lực của kết cấu và các tính năng khác
8.2 Phản ứng đối với tác động và nội lực của kết cấu cần được xác định từ các yếu tố: tác động,
tính chất cơ lý của vật liệu kết cấu, thông số hình học, mô hình tính toán kết cấu, …, thông qua phân
tích kết cấu mà xác định.
8.3 Việc phân tích kết cấu có thể dùng nhiều loại mô hình tính toán; phương trình trạng thái giới
hạn dùng để phân tích độ tin cậy của kết cấu, cần lấy mô hình tính toán theo Tiêu chuẩn liên quan quy
định làm cơ sở.
8.4 Mô hình tính toán và giả thiết cơ bản dùng để phân tích kết cấu phải thể hiện được phản ứng
của kết cấu ở trạng thái giới hạn để giảm bớt tính bất định do mô hình tính toán và giả định cơ bản gây
nên.
8.5 Trong việc phân tích độ tin cậy của kết cấu, tính bất định của mô hình tính toán phản ứng của
tác động và nội lực của kết cấu, có thể sử dụng biến số phụ thêm để phản ánh, các thông số thống kê
của nó có thể thông qua so sánh kết quả tính toán của mô hình tính toán do Tiêu chuẩn quy định với
kết quả tính toán của mô hình tính toán tương đối chính xác, hoặc với kết quả của thí nghiệm mô hình,
thí nghiệm trên mô hình kết cấu thực, quan trắc thực tế,…, tiến hành thống kê phân tích hoặc căn cứ
vào kinh nghiệm công trình, phán đoán tổng hợp mà xác định.
Trong phương pháp thiết kế theo trạng thái giới hạn các hệ số riêng phần, tính bất định của mô hình
tính toán có thể được phản ánh trong hệ số kết cấu.
8.6 Khi kết cấu chịu tác động thay đổi vị trí, cần phân tích vị trí không gian có thể có của nó, sử
dụng sơ đồ phân bố bất lợi nhất đối với kết cấu.
8.7 Toàn bộ kết cấu hoặc một bộ phận của kết cấu có thể dùng thí nghiệm mô hình, thí nghiệm trên
mô hình 1/1 của kết cấu thật, hoặc quan trắc kết cấu thật để tiến hành phân tích. Khi sử dụng kết quả
thí nghiệm, cần xét đến tính bất định của nó.
9 Phương pháp thiết kế theo trạng thái giới hạn các hệ số riêng phần
9.1 Trong công thức thiết kế theo trạng thái giới hạn hệ số thành phần, cần lấy giá trị tiêu biểu của
các hệ số riêng phần và của biến số cơ bản để phản ánh tính bất định của biến số cơ bản trong hàm
số chức năng, sau đó đối chiếu với chỉ số độ tin cậy cho phép đã quy định.
TCVN ……..: 2012
17
9.2 Các hệ số riêng phần cần được xác định theo các nguyên tắc sau đây:
9.2.1 Cùng một loại tác động, thì dùng hệ số riêng phần như nhau trong các kết cấu thủy công khác
nhau.
9.2.2 Cùng một loại tính năng vật liệu, thì dùng hệ số riêng phần như nhau trong các kết cấu thủy
công khác nhau.
9.2.3 Cần ưu tiên chọn một nhóm hệ số riêng phần, để làm cho chỉ số độ tin cậy tính toán của thiết kế
kết cấu thủy công gần sát với chỉ số độ tin tin cậy cho phép theo Tiêu chuẩn.
9.3 Trong công thức thiết kế theo trạng thái giới hạn các hệ số riêng phần, nên dùng các hệ số
thành phần sau đây:
9.3.1 Hệ số mức quan trọng của kết cấu ɣ0, ứng với các kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu có cấp an toàn
kết cấu là cấp I, cấp II, cấp III, có thể lấy lần lượt là 1.1, 1.0, 0.9.
9.3.2 Hệ số riêng phần của tác động ɣf, xét tới sự biến dị bất lợi của tác động đối với giá trị tiêu chuẩn
của nó, tính theo công thức sau đây:
k
df
F
F (9)
trong đó:
Fk là giá trị tiêu chuẩn của tác động;
Fd là giá trị thiết kế của tác động.
9.3.3 Hệ số riêng phần về cường độ của vật liệu ɣm, xét tới sự biến dị bất lợi của tính năng vật liệu
đối với giá trị tiêu chuẩn của nó, tính theo công thức sau đây:
d
km
f
f (7.0.3-2)
trong đó:
fd – giá trị tiêu chuẩn của cường độ vật liệu
fk = giá trị thiết kế của cường độ vật liệu
9.3.4 Hệ số về các trạng thái thiết kế ᴪ, phản ánh các trạng thái thiết kế khác nhau của kết cấu cần
có chỉ số độ tin cậy cho phép khác nhau. Ứng với trạng thái lâu dài, trạng thái tạm thời, trạng thái ngẫu
nhiên, hệ số trạng thái thiết kế ᴪ cần lấy các trị số khác nhau.
9.3.5 Hệ số kết cấu ᵞ0, phản ánh tính bất định của mô hình tính toán phản ứng của tác động và tính
bất định của mô hình tính toán nội lực kết cấu, cùng với tính bất định khác mà hệ số riêng phần kể trên
chưa phản ánh được.
9.4 Tổ hợp cơ bản của các trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực được mô tả theo biểu thức sau
để thiết kế :
TCVN ……..: 2012
18
),(1
),,(1
0 k
m
k
d
kKQKG
fRQGS
(10)
trong đó:
S(●) là hàm số phản ứng của các tác động;
R(●) là hàm số nội lực của kết cấu;
GK là giá trị tiêu chuẩn của tác động thường xuyên;
G là hệ số riêng phần của tác động thường xuyên;
QK là giá trị tiêu chuẩn của tác động tạm thời;
Q là hệ số riêng phần của tác động tạm thời;
ka là giá trị tiêu chuẩn của các thông số hình học;
1d là hệ số kết cấu của tổ hợp cơ bản của trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực.
Tổ hợp ngẫu nhiên của các trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực được xác định theo điều kiện sau
để thiết kế:
),(1
),,(1
0 k
m
k
d
kKQKG
fRQGS
(11)
trong đó:
AK là giá trị tiêu biểu của tác động ngẫu nhiên;
QK là giá trị tiêu chuẩn của tác động tạm thời, một số tác động tạm thời nào đó xảy ra đồng
thời với tác dụng ngẫu nhiên, giá trị số tiêu chuẩn của chúng cũng có thể căn cứ vào tài liệu quan trắc
và kinh nghiệm công trình mà chiết giảm cho phù hợp;
2d là hệ số kết cấu tổ hợp ngẫu nhiên của trạng thái giới hạn khả năng chịu lực.
9.5 Đối với tổ hợp ngắn hạn của phản ứng của tác động trong trạng thái giới hạn khai thác bình
thường, hệ số riêng phần của tác động, hệ số riêng phần của cường độ vật liệu có thể sử dụng bằng
1.0, đồng thời có thể dùng biểu thức thiết kế sau đây:
3
0 ),,,(d
kkkK
cfQGS
(12)
trong đó:
C là giá trị tới hạn của chức năng của kết cấu;
3d là hệ số kết cấu của tổ hợp ngắn hạn các trạng thái giới hạn khai thác bình thường.
Đối với tổ hợp lâu dài của các phản ứng đối với tác động, trạng thái giới hạn khai thác bình thường, hệ
số riêng phần của tác động, hệ số riêng phần của cường độ vật liệu có thể sử dụng bằng 1.0, giá trị
tiêu chuẩn của tác động tạm thời cần nhân với hệ số tổ hợp lâu dài ρ nhỏ hơn 1.0, đồng thời có thể sử
dụng biểu thức thiết kế sau đây:
TCVN ……..: 2012
19
4
0 ),,(d
kkKk
cfQGS
(13)
trong đó:
4d là hệ số kết cấu của tổ hợp lâu dài của các trạng thái giới hạn khai thác bình thường.
Hệ số tổ hợp lâu dài ρ được xác định theo phương pháp nêu trong phụ lục F của Tiêu chuẩn này.
9.6 Hệ số riêng phần của tác dộng có thể xác đinh dựa trên mô hình phân phối xác suất của tác
động, tính toán theo công thức sau đây:
9.6.1 Phân phối chuẩn:
ff
ff
fK
K
2
1
1
1
(14)
9.6.2 Phân phối logarit:
211exp 21 ff nKK ff (15)
9.6.3 Phân phối cực trị loại I :
2
1
1177970.045005.01
1177970.045005.01
fff
fff
fKnn
Knn
(16)
1
1
1 ff PK (17)
2
1
2 ff PK (18)
trong đó:
δf là hệ số ngẫu nhiên của tác động;
Pf1, Pf2 lần lượt là xác suất phân phối chuẩn của giá trị thiết kế, giá trị tiêu chuẩn tương ứng
với tác động, Pf1 nên chọn ở gần điểm nghiệm toán thiết kế của nó.
9.7 Hệ số riêng phần của cường độ vật liệu, nền, đá xung quanh, có thể căn cứ vào mô hình phân
phối xác suất của chúng, lần lượt tính toán theo công thức sau đây:
9.7.1 Phân bố chuẩn:
mm
mm
mK
K
1
2
1
1
(19)
9.7.2 Phân phối chuẩn logarit:
2
12 11exp
1
mmm
m
nKK
(20)
1
1
1 mm PK (21)
2
1
2 mm PK (22)
trong đó:
TCVN ……..: 2012
20
ᵟm là hệ số ngẫu nhiên của cường độ vật liệu;
Pm1, Pm2 lần lượt là xác suất phân bố chuẩn của giá trị thiết kế; giá trị tiêu chuẩn
tương ứng với cường độ vật liệu, Pm1 nên chọn ở gần điểm nghiệm toán thiết kế của nó.
9.8 Xác định hệ số kết cấu từ Tiêu chuẩn thiết kế các loại kết cấu công trình thủy công và căn cứ
vào chỉ số độ tin cậy cho phép, các hệ số riêng phần như đã định nghĩa ở trên, ngoài ra cần theo phụ
lục G của Tiêu chuẩn này.
9.9 Hệ số riêng phần của các tác động ngẫu nhiên có thể sử dụng bằng 1,0. Trong trạng thái ngẫu
nhiên, có thể xét tới ảnh hưởng của tác động ngẫu nhiên đối với nội lực của kết cấu.
9.10 Khi phản ứng đối với các tác động thường xuyên có lợi cho khả năng chịu lực của cấu kiện kết
cấu, thì hệ số riêng phần của tác động nên sử dụng nhỏ hơn hoặc bằng 1,0.
10 Kiểm soát (khống chế chất lượng)
10.1 Các loại Tiêu chuẩn của công trình thủy lợi cần quy định rõ ràng các tiêu chuẩn và yêu cầu về
chất lượng đối với việc khảo sát, thiết kế, thi công, nghiệm thu và vận hành, để bảo đảm kết cấu có đủ
độ tin cậy trong thời hạn của tuổi thọ thiết kế.
10.2 Các khâu chủ yếu của việc kiểm soát chất lượng cần bao gồm các nội dung sau đây:
10.2.1 Thu thập các loại thông tin và số liệu phản ánh chất lượng.
10.2.2 Tiến hành thống kê phân tích và phán đoán đối với các thông tin và số liệu thu thập được.
10.2.3 Căn cứ vào tiêu chuẩn chất lượng, đưa ra ý kiến đánh giá và xử lý.
10.3 Việc kiểm soát chất lượng thiết kế, cần thông qua xây dựng chế độ trách nhiệm rõ ràng và chế
độ kiểm tra hiệu đính, để bảo đảm:
10.3.1 Tài liệu cơ bản cho thiết kế đầy đủ, số liệu tin cậy.
10.3.2 Giả thiết cơ bản, mô hình tính toán sử dụng trong thiết kế hợp lý.
10.3.3 Thuyết minh, bản vẽ thiết kế và tính toán phù hợp với các quy định của Tiêu chuẩn có liên
quan, chính xác, không sai sót.
10.4 Mức độ chất lượng đạt yêu cầu của vật liệu kết cấu, chế phẩm và chất lượng thi công cần căn
cứ vào chỉ số độ tin cậy cho phép đã quy định mà xác định. Nội dung, trình tự và phương pháp kiểm
soát chất lượng, cần được quy định rõ ràng trong các Tiêu chuẩn về khai thác, thi công và nghiệm thu.
10.5 Các loại Tiêu chuẩn thiết kế và văn bản thiết kế kết cấu, cần quy định rõ các điều kiện vận hành
và yêu cầu duy tu bảo dưỡng kết cấu, đề ra các tiêu chuẩn vận hành bình thường, đồng thời cần tiến
hành quan trắc và kiểm tra. Khi điều kiện khai thác kết cấu không phù hợp với điều kiện dự kiến trong
thiết kế, thì cần tiến hành việc tính toán kiểm nghiệm và phân tích luận chứng kỹ thuật, tùy theo nhu
cầu, để đưa ra các biện pháp cần thiết để bảo đảm điều kiện khai thác được bình thường.
TCVN ……..: 2012
21
PHỤ LỤC A
PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG TÍNH THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY
A.1. Việc phân cấp công trình thủy lợi cần căn cứ vào quy mô công trình, hiệu quả và tầm quan trọng
của nó trong nền kinh tế quốc dân để xác định theo bảng A.1. Phân cấp công trình thủy công này chỉ
được thực hiện khi tính toán kết cấu công trình theo lý thuyết độ tin cậy.
Phân
cấp
công
trình
Tổng
dung
tích hồ
chứa
nước
(108m3)
Phòng lũ Tiêu úng Tưới Cấp
nước
Phát điện
Bảo vệ
đô thị
và khu
công
nghiệp
Bảo vệ diện
tích đồng
ruộng
(103 ha)
Diện tích
tiêu úng
(103 ha)
Diện tích
tưới
(103 ha)
Cung
cấp
cho
đô thị
và khu
mỏ
Công
suất lắp
máy
(MW)
I >10 Đặc biệt
quan
trọng
>333,0 >133,3 >100 Đặc
biệt
quan
trọng
>750
II 10 đến
1,0
Quan
trọng
333,0 đến
66,7
133,3 đến
40,0
100 đến
33,3
Quan
trọng
750 đến
250
III 1,0 đến
0,1
Trung
bình
66,7 đến
20,0
40,0 đến
10,0
33,3 đến
3,3
Trung
bình
250 đến
25
IV 0,1 đến
0,01
Bình
thường
20,0 đến 3,3 10,0 đến
2,0
3,3 đến 0,3 Bình
thường
25 đến
0,5
V <0,01 <3,3 <2,0 <0,3 <0,5
Chú thích:
- Tổng dung tích hồ chứa là dung tích tĩnh của hồ dưới mực nước lũ kiểm tra.
- Diện tích tưới và diện tích tiêu úng là diện tích thiết kế.
- Cấp của công trình ngăn triều, tham khảo đối chiếu quy định cho công trình phòng lũ, tại
vùng có thiên tai thủy triều đặc biệt nghiêm trọng, cấp của công trình có thể nâng cao cho phù
hợp.
- Tầm quan trọng của công trình cấp nước, cần căn cứ vào quy mô cấp nước cho đô thị, khu
công nghiệp và mỏ, khu vực dân cư, hiệu quả kinh tế và hiệu quả xã hội mà phân tích xác định.
A.2. Cấp của công trình thủy công cần căn cứ vào cấp của công trình mà nó phụ thuộc, tác dụng và
tầm quan trọng của nó trong công trình đó, được xác định theo bảng A.2.
TCVN ……..: 2012
22
Bảng A.2. Phân loại công trình
Phân cấp công trình Cấp của công trình vĩnh cửu Cấp của công trình
tạm thời Công trình chủ yếu Công trình thứ yếu
I 1 3 4
II 2 3 4
III 3 4 5
IV 4 5 5
V 5 5
Chú thích:
- Công trình vĩnh cửu là công trình sử dụng trong thời kỳ vận hành công trình (dự án), căn cứ vào
tầm quan trọng của nó phân chia thành:
o Công trình chủ yếu: là công trình mà khi xảy ra sự cố sẽ gây nên tác hại cho hạ lưu
hoặc ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả của dự án, như: đê, đập, cống, nhà máy điện, trạm
bơm,…
o Công trình thứ yếu: là công trình mà khi có sự cố xảy ra không đến nỗi gây tác hại cho
hạ lưu hoặc có ảnh hưởng không lớn đến hiệu quả dự án đồng thời dễ sửa chữa khôi phục, như tường
chắn đất, tường dẫn dòng, kè bảo vệ bờ,…
- Công trình tạm thời: là công trình sử dụng trong thời kỳ thi công dự án, như công trình dẫn
dòng, đê quai thi công,…
A.3. Các công trình có cấp từ II đến V và công trình tạm thời, khi gặp các trường hợp sau đây, thông
qua luận chứng, có thể nâng hoặc hạ cấp xây dựng công trình:
A.3.1. Công trình dự án ở vị trí đặc biệt quan trọng, sự cố xảy ra sẽ gây ra tác hại lớn, có thể nâng lên
1 cấp.
A.3.2. Khi điều kiện địa chất công trình của công trình xây dựng thủy công đặc biệt phức tạp, hoặc khi
sử dụng loại kết cấu kiểu mới, kinh nghiệm thực tiễn còn tương đối ít, có thể nâng lên 1 cấp.
A.3.3. Công trình xây dựng thủy công tạm thời, khi sự cố xảy ra sẽ gây tác hại nghiêm trọng hoặc có
ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc thi công, có thể nâng lên 1 đến 2 cấp.
A.3.4. Đối với công trình mà sự cố xảy ra có ảnh hưởng không lớn, qua luận chứng, có thể hạ cấp cho
phù hợp.
TCVN ……..: 2012
23
PHỤ LỤC B
THAM SỐ THỐNG KÊ VÀ PHÂN BỐ XÁC SUẤT CỦA BIẾN NGẪU NHIÊN
B.1. Tham số thống kê trong đại lượng ngẫu nhiên
Đã biết n giá trị thí nghiệm và trị số quan trắc xi của biến số ngẫu nhiên X: xi(i=1,2,…, n), có thể tính
toán trị số bình quân x , sai số tiêu chuẩn x , hệ số biến dị x của mẫu, theo các công thức sau
đây:
n
i
ixx
n 1
1 (B-1)
n
i
xixx
n 1
2)(1
1 (B-2)
x
xx
(B-3)
B.2. Kiểm nghiệm phân bố xác suất
B.2.1. Việc kiểm định bình phương (x2) có thể tiến hành theo các bước sau đây:
B.2.1.1. Sắp xếp các mẫu quan trắc theo thứ tự (x1<x2<,…, < xn), căn cứ vào phạm vi mẫu, chia thành
m khoảng cách bằng nhau, làm cho toàn bộ mẫu đều rơi vào trong khoảng tính toán tần số ki(i =
1,…m) của mẫu rơi vào trong khoảng ( 1i , i ), lấy ki/n biểu thị tần suất của mẫu rơi vào trong
khoảng ấy.
B.2.1.2. Đặt giả thiết H0, giả thiết hàm số phân bố F(x).
B.2.1.3. Tính toán xác suất Pi của hàm số F(x) trong khoảng ( ii ,1 ):
)()( 1 iii FFP (B-4)
B.2.1.4. Tổng lượng sai số thống kê D giữa tần suất mẫu và xác suất tính toán hàm số phân bố giải
thiết F(x), là:
m
i i
ii
P
PnkD
1
2)/( (B-5)
B.2.1.5. Căn cứ vào mức độ tính rõ rệt (thường lấy là 0,05), độ tự do m-r-1 (r là số tham số trong phân
bố F(x), dùng mẫu để ước tính, tra bảng phân bố x2, được trị số tới hạn kiểm nghiệm 2
05.0x , nếu
D<2
05.0x , thì giả thiết trên được thiết lập.
B.2.2. Kiểm nghiệm Kolmogorov-Smirnov (K – S) tiến hành theo các bước sau đây:
B.2.2.1. Sắp xếp thứ tự các mẫu quan trắc (x1<x2<,…,x<n), tính toán phân bố kinh nghiệm của nó:
TCVN ……..: 2012
24
n
kkn
xx
nkxxxn
k
xx
xF
1
1,...,2,1,
0
)( 1
1
(B-6)
B.2.2.2. Dùng phân bố kinh nghiệm F(x) của mẫu và phân bố giả thiết F(x), thiết lập đại lượng thống
kê:
)()(,)(max 11
kknknnk
n xFxFxFD
(B-7)
B.2.2.3. Căn cứ vào mức độ tính rõ rệt (thường lấy bằng 0,05), tra bảng trị số tới hạn kiểm nghiệm K –
S, được Dn, 0,05, nếu Dn<Dn, 0,05 thì thu được giả thiết.
B.3. Hàm số phân bố xác suất, hàm số mật độ, kỳ vọng và phương sai:
B.3.1. Thông thường hàm số phân bố xác suất F(x), hàm số mật độ f(x), kỳ vọng toán học E(X),
phương sai D(x), được tính toán theo các công thức sau đây:
B.3.1.1. Phân bố chính tắc:
dxx
xFx
2
2
1exp
2
1
(B-8)
exp2
1
xf
2
2
1
x (B-9)
E(X) = (B-10)
D(X) = 2 (B-11)
Trong đó:
là trị số bình quân của X;
là sai số tiêu chuẩn của X.
B.3.1.2. Phân bố chính tắc logarit:
dxx
xxF
x
2
2
0 2
lnexp
1
2
1
(B-12)
exp2
1
xxf
2
2
2
ln
x (B-13)
2exp
2xE (B-14)
1exp.2exp22 xD (B-15)
TCVN ……..: 2012
25
trong đó: là trị số bình quân của lnX
là sai số tiêu chuẩn của lnX
B.3.1.3. Phân bố loại hình cực trị I:
uxxF expexp (B-16)
uxaeuxaxf expexp. (B-17)
x
6 (B-18)
...5772.0u (B-19)
XE (B-20)
2XD (B-21)
B.3.2. Xác định hàm số mật độ xác suất F(x), hàm số phân bố xác suất f(x), kỳ vọng toán học E(X), hệ
số biến dị x , đơn giản hóa theo các công thức sau đây:
B.3.2.1. Phân bố đều:
ab
xf
1
(B-22)
ab
axxF
(B-23)
abXE 2
1 (B-24)
ab
abx
3 (B-25)
trong đó: a là giới hạn dưới của X;
b là giới hạn trên của X.
B.3.2.2. Phân bố tam giác cân
2
2
4
4
ab
bxab
ax
xf cxa bxc (B-26)
TCVN ……..: 2012
26
2
2
2
2
21
2
ab
bx
ab
ax
xF cxa bxc (B-27)
baxE 2
1 (B-28)
ab
abx
6
1 (B-29)
trong đó: a là giới hạn dưới của X;
b là giới hạn trên của X.;
c là điểm giữa của X.
B.3.2.3. Phân bố tam giác vuông giảm dần:
22
ab
bxxf
(B-30)
2
2
1ab
bxxF
(B-31)
abXE 23
1 (B-32)
ab
abx
22
1 (B-33)
trong đó: a là giới hạn dưới của X;
b là giới hạn trên của X.
B.3.2.4. Phân bố tam giác vuông tăng dần:
22
ab
bxxf
(B-34)
2
2
ab
axxF
(B-35)
baXE 23
1 (B-36)
ba
abx
22
1 (B-37)
trong đó: a là giới hạn dưới của X;
TCVN ……..: 2012
27
b là giới hạn trên của X.
B.4. Biến cơ bản và biến phụ thêm
B.4.1. Biến số tổng hợp X là hàm số tuyến tính của biến số ngẫu nhiên độc lập Yi (i=1,2,…,n) có thể
tính toán bằng công thức sau đây:
n
i
iiYaaX
1
0. (B-38)
trong đó: i ,0 (i=1,2,..,n) là hằng số
Giá trị bình quân và sai số tiêu chuẩn của biến số tổng hợp X có thể tính toán bằng các công thức sau
đây:
Yi
n
i
ixaa .
1
0
(B-40)
n
i
Yiixa
1
2.
(B-41)
trong đó: Yi là trị số bình quân của Yi;
Yi là sai số tiêu chuẩn của Yi.
B.4.2. Biến số tổng hợp X là hàm số lũy thừa của biến số ngẫu nhiên độc lập Yi (i=1,2,…,n), có thể tính
toán theo công thức sau đây:
n
i
bi
iYaX1
(B-42)
trong đó: a, bi (i=1,2,..,n) là hằng số.
Biến số ngẫu nhiên Yi (i=1,2,…,n) đều phù hợp với phân bố chính tắc logarit, thì trị số bình quân của
biến số tổng hợp X và hệ số biến dị có thể tính theo các công thức sau đây:
i
i
bn
i
YXa
1
(B-43)
n
i
Yiixb
1
2. (B-44)
B.4.3. Biến số tổng hợp X là hàm số bất kỳ của biến số ngẫu nhiên độc lập Yi (i=1,2,…,n), có thể tính
toán theo công thức sau đây:
),...( 2,1 nYYYUX (B-45)
Công thức gần đúng của trị số bình quân và sai số tiêu chuẩn của X, là:
TCVN ……..: 2012
28
YnYYx U ,..., 21 (B-46)
n
i
Yi
YiYii
xY
U
1
2
.
(B-47)
TCVN ……..: 2012
29
PHỤ LỤC C
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU TIN CẬY VÀ CHỈ TIÊU TIN CẬY MỤC TIÊU
C.1. Phương pháp tính chỉ tiêu tin cậy của kết cấu
C.1.1. Các biến số cơ bản của kết cấu Xi (i=1,2,…,n) phụ thuộc phân bố chính tắc và độc lập với nhau,
khi phương trình trạng thái giới hạn của kết cấu là tuyến tính, có thể tính toán theo công thức sau đây:
0.1
0
i
n
i
iXaa (C-1)
Trị số bình quân và độ lệch tiêu chuẩn của biến số cơ bản Xi lần lượt là i và i , thì chỉ tiêu tin cậy
của kết cấu có thể tính toán theo công thức sau đây:
n
i
xii
n
i
xii
a
aa
1
212
1
0
).(
.
(C-2)
C.1.2. Các biến số cơ bản của kết cấu Xi (i=1,2,..,n) phụ thuộc phân bố chính tắc và độc lập với nhau,
thì phương trình trạng thái giới hạn phù hợp với công thức sau đây:
0,...,,..., 21 ni XXXXg (C-3)
và điểm nghiệm toán thiết kế nằm trên biên mất hiệu lực thì chỉ tiêu tin cậy của kết cấu có thể tính
toán theo nhóm phương trình sau đây:
0,...,, **
1
*
1 nxxxg (C-4)
XiiXiix ..* (C-5)
21
1
2
*
*
n
ixi
Xi
xi
xi
i
x
g
x
g
(C-6)
trong đó: xi* là điểm nghiệm toán thiết kế của X.
i là hệ số độ nhạy của Xi.
C.1.3. Các biến số cơ bản của kết cấu Xi (i=1,2,..,n) phân bố bất kỳ và độc lập với nhau, có thể dựa
theo công thức (C-7) và (C-8) đem các biến cơ bản phân bố bất kỳ chính tắc hóa tương đương nơi
điểm nghiệm toán, chỉ tiêu tin cậy của kết cấu tính toán theo công thức (C-9), (C-10), (C-11):
TCVN ……..: 2012
30
**1' /iXiixiXi XfxF (C-7)
XiixiiXi xFx '*1*' (C-8)
0,...,, **
2
*
1 nxxxg (C-9)
XiiXiix '..'* (C-10)
2
1
1
2
*
*
'
'
n
i xi
Xi
xi
Xi
i
x
g
x
g
(C-11)
trong đó:
Xi' là trị số bình quân phân bố chính tắc tương đương của biến số ngẫu nhiên Xi
xi' là sai lệch tiêu chuẩn phân bố chính tắc tương đương của biến số ngẫu nhiên Xi.
C.1.4. Sơ đồ khối tính toán chỉ tiêu độ tin cậy như hình C.
TCVN ……..: 2012
31
Không
được
Được
Hình C. Sơ đồ khối tính toán chỉ tiêu tin cậy
C.2. Xác định chỉ tiêu tin cậy mục tiêu
Đã biết: Các tham số thống kê xixi , của các biến số cơ bản
Xi (i=1,2,..,n) và mô hình phân bố xác suất của chúng, phương
trình trạng thái giới hạn g(x1, x2,..,xn)=0
Giả định trị số sơ bộ ban đầu của tọa độ xi ở chỗ điểm nghiệm
toán thiết kế, có thể xi
Chính thái hóa tương đương: đối với các biến số cơ bản phân bố
bất kỳ Xi theo công thức(C-7, C-8) tìm ra Xi' , xi' để thay
cho Xi , xi
Tính toán xi theo công thức (C-11)
Thay Xi' , xi' vào công thức (C-9) để tìm trị số
Dựa vào trị số đã tìm được và công thức (C-10) để tìm trị số
xi*
Lấy trị số xi* của lần này làm trị số dùng cho lần sau
lần trước - lần này ɛ
lần này chính là chỉ tiêu tin cậy tìm được, xi* chính là trị số tọa
độ của điểm p*
TCVN ……..: 2012
32
C.2.1. Trình tự xác định chỉ tiêu tin cậy mục tiêu theo phương pháp hiệu chỉnh cần phải phù hợp với
các quy định sau đây:
C.2.1.1. Căn cứ vào phạm vi thích hợp của hàm tin cậy mục tiêu, dựa theo quy phạm thiết kế các loại
kết cấu thủy công để chọn các loại kết cấu, hoặc cấu kiện kết cấu điển hình làm đối tượng tính toán
của “phương pháp hiệu chỉnh”, theo cấp an toàn kết cấu được chia thành ba nhóm.
C.2.1.2. Trong mỗi nhóm kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu, căn cứ vào số lượng dùng trong công trình,
giá thành, đồng thời kết hợp với kinh nghiệm công trình, phán đoán xác định trọng số của chúng, tổng
trọng số trong cùng một nhóm bằng 1, tức là:
11
n
i
i (C-12)
C.2.1.3. Lấy hệ số an toàn hoặc ứng suất cho phép của quy phạm thiết kế hiện hành làm điều kiện
ràng buộc, lấy lượng dùng vật liệu ít nhất làm mục tiêu, tiến hành thiết kế tối ưu hóa đối với kết cấu
hoặc cấu kiện kết cấu điển hình nêu trên.
C.2.1.4. Xác định hiệu ứng tác dụng của kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu sau khi tối ưu hóa thiết kế nêu
trên và tham số thống kê của sức kháng và mô hình xác suất.
C.2.1.5. Lần lượt tính toán chỉ tiêu tin cậy li của các loại kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu điển hình.
C.2.1.6. Tìm chỉ tiêu tin cậy bình quân gia quyền 1 của một nhóm kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu có
cùng cấp an toàn kết cấu. tức là chỉ tiêu tin cậy theo tiêu chuẩn quy phạm của cấp an toàn kết cấu ấy.
C.2.1.7. Đối với nhiều kết cấu thủy công hoặc cấu kiện kết cấu điển hình đã xây dựng cũng phân nhóm
theo cấp an toàn kết cấu. Hệ số gia quyền trong mỗi nhóm như trước. Làm lặp lại các bước của các
mục C.2.1.4, C.2.1.5, C.2.1.6, tìm ra chỉ tiêu tin cậy gia quyền 2 của mỗi nhóm kết cấu thủy công
hoặc cấu kiện kết cấu thực tế.
C.2.1.8. Căn cứ vào 1 , 2 , xét một cách tổng hợp cân bằng tốt nhất giữa an toàn và kinh tế, xác
định chỉ tiêu tin cậy mục tiêu T của các cấp an toàn kết cấu khác nhau.
C.2.2. Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của kết cấu thủy công có thể xác định theo quy định sau đây:
Thông qua việc hiệu chỉnh đối với “Quy phạm thiết kế đập bê tông trọng lực” và “Quy phạm thiết kế kết
cấu bê tông cốt thép thủy công” và nhận định của chuyên gia, chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của hai loại kết
cấu này ở trạng thái giới hạn năng lực chịu tải tình trạng liên tục lâu dài, xem bảng C-1.
Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu T của các loại kết cấu thủy công khác, có thể căn cứ vào kết quả
hiệu chỉnh phân tích các chỉ 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 của năng lực chịu tải tình trạng liên tục lâu dài của kết cấu)
Cấp an toàn của kết cấu Cấp I Cấp II Cấp III
TCVN ……..: 2012
33
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
TCVN ……..: 2012
34
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 của những tác dụng trên kết cấu thủy công, có thể tiến hành
theo bảng D-1.
D.2. Phân bố xác suất của trị số lớn nhất tác dụng tạm thời trong thời đoạn chuẩn thiết kế. Đối với các
tác dụng tạm thời không có sự kiểm soát của con người, như áp lực gió, tuyết và áp lực thủy tĩnh của
sông, hồ tự nhiên,…, phân bố xác suất của trị số lớn nhất trong thời đoạn chuẩn thiết kế, có thể xác
định bằng phương pháp thống kê cực trị, các bước cụ thể cần phù hợp với những yêu cầu sau đây:
D.2.1. Chia thời đoạn chuẩn thiết kế thành n giai đoạn, n
T ; việc chọn thời đoạn cần làm cho trị
số lớn nhất tác dụng của mỗi thời đoạn độc lập với nhau.
D.2.2. Tiến hành điều tra thống kê đối với trị số lớn nhất Qi của tác dụng trong thời đoạn , mỗi một
thời đoạn, chon một trị số lớn nhất Qi của tác dụng, lấy được mẫu số liệu của Qi.
D.2.3. Tiến hành thống kê phân tích đối với mẫu của Qi, tính toán trị số ước tính của tham số thống kê,
vẽ đồ thị tần số của mẫu, giả định mô hình phân bố xác suất, thông qua độ trội của xác suất trong mô
hình để so sánh kiểm nghiệm, xác định được hàm số phân bố xác suất trị số lớn nhất của tác dụng
trong thời đoạn là )(QiF .
D.0.2.4. Căn cứ vào hàm số phân bố xác suất thời đoạn )(QiF , theo công thức sau đây, tính toán
phân bố xác suất của trị số lớn nhất tác dụng QT trong thời đoạn chuẩn thiết kế FT (QT):
niTT QFQF (D-1)
D.0.2.5. Từ các tham số thống kê QiQ , của phân bố xác suất thời đoạn iQF , tìm ra các tham
số thống kê QTQT , của trị số lớn nhất tác dụng QT trong thời đoạn chuẩn thiết kế.
Khi iQF phù hợp với phân bố loại hình I cực trị, FT(QT) phù hợp với phân bố loại hình I cực
trị, các tham số thống kê của nó là:
a
nQiQT
ln (D-2)
QiQT (D-3)
D.3. Trị số tiêu chuẩn của tác dụng có thể tính toán theo các công thức sau đây:
D.3.1. Tác dụng là phân bố chính tắc:
fffk KF 21 (D-4)
D.3.2. Tác dụng là phân bố loại hình I cực trị:
2lnln7797.045005.01 ffffk KF (D-5)
TCVN ……..: 2012
35
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 của lực kháng kết cấu bao gồm các tính năng của vật
liệu kết cấu, đá, đất, nền,…, tính bất định của tham số hình học và mô hình tính toán,…
E.2. Các tính năng của vật liệu kết cấu, đá, đất và nền:
E.2.1. Tính bất định của tính năng vật liệu kết cấu, đá, đất và nền, KM, cần được xác định theo công
thức sau đây:
fM KKK 0
0
1
(E-1)
s
c
f
fK 0
(E-2)
k
sf
f
fK (E-3)
trong đó: fc là trị số tính năng của mẫu thí nghiệm vật liệu trong kết cấu, đá, đất và nền
fs là trị số tính năng của mẫu thí nghiệm vật liệu, đá, đất và nền;
0 là hệ số, xét tới ảnh hưởng của các nhân tố như: khuyết tật của vật liệu, chất lượng thi
công, hiệu ứng kích thước, tốc độ gia tải, phương pháp thí nghiệm, hiệu ứng thời gian,…
Trị số bình quân KM và hệ số biến dị KM của tính bất định KM của tính năng vật liệu kết cấu, đá,
đất và nền, cần được xác định theo các công thức sau đây:
k
mKK
fM
0
0
(E-4)
22
0 mkKM (E-5)
trong đó: 0K là trị số bình quân của K0
0K là hệ số biến dị của K0
E.2.2. Trị số tiêu chuẩn của tính năng cường độ vật liệu thí nghiệm, đá, đất và nền:
Khi mô hình phân bố xác suất là phân bố chính tắc:
mmmk Kf 21 (E-6)
trong đó:
Km2 – xem công thức (E-7)
Khi mô hình phân bố xác suất là phân bố chính tắc logarit:
2
22
1lnexp1
mm
m
mk Kf
(E-8)
E.0.3. Tham số hình học của kết cấu:
TCVN ……..: 2012
36
Tính bất định của tham số hình học kết cấu phản ánh sự sai khác của kích thước thực tế của kết cấu
với trị số tiêu chuẩn của nó. Tính bất định của tham số hình học biểu thị bằng K , được tính toán
theo công thức sau đây:
k
aa
aK (E-9)
trong đó:
kaa, lần lượt là trị số thực tế tham số hình học của kết cấu và trị số tiêu chuẩn của nó.
Trị số bình quân và hệ số biến dị của tính bất định tham số hình học Ka, là:
k
aa
aK
(E-10)
aaK (E-11)
trong đó:
aa , lần lượt là trị số bình quân và hệ số biến dị của trị số thực tế tham số hình học của kết
cấu.
Khi kích thước nhỏ nhất của tiết diện kết cấu lớn hơn 3m, sự sai lệch kích thước chế tạo với kích
thước tiết diện có thể bỏ qua, do đó có thể coi tham số hình học của nó là không đổi.
E.4. Tham số thống kê và mô hình phân bố xác suất của lực kháng kết cấu:
Biểu thức của biến số phụ thêm tính bất định lực kháng kết cấu, KR, là:
k
RR
RK (E-12)
hoặc paMR KKKK (E-13)
trong đó:
R là lực kháng thực tế của cấu kiện kết cấu hoặc của kết cấu;
RK là trị số lực kháng tổng hợp tìm được bằng công thức tính toán lực kháng , trị số tiêu chuẩn
tham số hình học và tính năng vật liệu, quy định trong quy phạm.
KP là biến số phụ thêm tính bất định tính toán lực kháng kết cấu, có thể xác định bằng cách
đánh giá theo kinh nghiệm công trình.
Trị số bình quân của biến số phụ thêm tính bất định lực kháng tổng hợp kết cấu hoặc cấu kiện
kết cấu bằng vật liệu đơn nhất, KR, và hệ số biến dị của nó, có thể biểu thị là:
PaMR KKKK (E-14)
222
PaMR KKKK (E-15)
trong đó:
PK - trị số bình quân của KP
PK - hệ số biến dị của KP
TCVN ……..: 2012
37
Lực kháng tổng hợp kết cấu hoặc cấu kiện kết cấu bằng vật liệu phức hợp và biểu thị bằng
hàm số phi tuyến tính, có thể tính toán bằng phương pháp truyền dẫn sai số.
Mô hình phân bố xác suất của lực kháng tổng hợp R có thể giả định là chính tắc logarit.
TCVN ……..: 2012
38
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 đối với tác dụng tạm thời, được
sự biến đổi theo thời gian của trị số tác dụng tạm thời Q, như đồ thị F.
Hệ số tổ hợp thời đoạn , xác định theo tỷ số giữa tổng thời gian liên tục mà tác dụng tạm
thời Q vượt quá kQ. ,
n
iit
1
, và tổng thời gian quan trắc T0, tức 5.0/ 01
Ttn
ii .
Hình F. Đồ thị biến đổi theo thời gian của trị số tác dụng tạm thời Q.
TCVN ……..: 2012
39
PHỤ LỤC G
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HỆ SỐ KẾT CẤU
G.1. Điều kiện tính toán và trình tự tính toán hệ số kết cấu:
G.1.1. Các điều kiện đã biết:
Công thức thiết kế trạng thái giới hạn hệ số thành phần của kết cấu và hệ số thành phần.
Mô hình phân bố xác suất, trị số bình quân hệ số biến dị của tác dụng, các tham số thống kê tính bất
định của mô hình tính toán hiệu ứng tác dụng, và trị số tiêu chuẩn, hệ số thành phần của tác dụng.
Mô hình phân bố xác suất, trị số bình quân, hệ số biến dị của tính năng vật liệu kết cấu, các tham số
thống kê tính bất định của mô hình tính toán lực kháng, và trị số tiêu chuẩn, hệ số thành phần của tính
năng vật liệu;
Chỉ tiêu tin cậy mục tiêu của kết cấu.
G.1.2. Trình tự tính toán:
Giả thiết giá trị ban đầu ᵞd của hệ số kết cấu ᵞd0 dùng giá trị tiêu chuẩn, hệ số thành phần của tác dụng
và tính năng vật liệu đã biết, căn cứ vào công thức thiết kế trạng thái giới hạn hệ số thành phần, để
tính ra kích thước hình học của kết cấu.
1) Sử dụng kích thước hình học của kết cấu đã tính được, các tham số thống kê của tác dụng và
tính năng vật liệu kết cấu, các tham số thống kê tính bất định của mô hình tính toán hiệu ứng tác dụng
và lực kháng, để tính ra các tham số tương ứng của lực kháng và hiệu ứng tác dụng, dựa vào phân
tích trạng thái giới hạn xác suất, tính ra theo phương pháp ở phụ lục C.
2) So sánh chỉ tiêu tính toán được với chỉ tiêu tin cậy mục tiêu:
T (G-1)
Nếu không thỏa mãn công thức (G.0.1), mà 0 T thì đặt ddd , làm lặp lại
các bước từ (1) đến (3); nếu ᵞd < 0, thì đặt ᵞddd , lập lại các bước từ (1) đến (3).
Nếu thỏa mãn công thức (G.0.1), thì ᵞd đã giả thiết là kết quả cần tìm.
G.2. Phương pháp và các bước xác định hệ số kết cấu dùng trong quy phạm:
G.2.1. Đối với các kết cấu cùng loại, căn cứ vào mức độ ảnh hưởng đối với giá thành công trình của
các loại nhân tổ ảnh hưởng tới sự tính toán hệ số kết cấu, mà xác định trọng số của các loại nhân tố.
G.2.2. Căn cứ vào hệ số tầm quan trọng của kết cấu T , hệ số thành phần tính năng vật liệu ᵞm, hệ
số tình huống thiết kế , tương ứng với chỉ tiêu tin cậy mục tiêu T , theo công thức thiết kế hệ số
thành phần, tính toán hệ số kết cấu ᵞdi trong các trường hợp thiết kế.
TCVN ……..: 2012
40
G.2.3. Căn cứ vào hệ số gia quyền của các loại nhân tố, bình quân gia quyền đối với hệ số kết cấu ᵞdi,
tìm được ᵞd0. Cũng có thể từ trong một dãy ᵞdi tính được trong các tình huống thiết kế, mà tổng hợp
phân tích để chọn ra một ᵞd0.
G.2.4. Sử dụng trị số hệ số kết cấu ᵞd tìm được kể trên và các loại hệ số thành phần khác tương ứng,
tiến hành thiết kế thử, căn cứ vào kết quả thiết kế thử và kinh nghiệm thiết kế công trình mà phân tích
đánh giá, cuối cùng xác định trị số ᵞd dùng trong quy phạm.
.
TCVN ……..: 2012
41
11
Trung tâm tiêu chuẩn chất lượng Việt nam chịu trách nhiệm xuất bản, phát hành và giữ bản quyền Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN). Không được in, sao, chụp TCVN nếu chưa được phép của Trung tâm Tiêu chuẩn chất lượng Việt nam
Địa chỉ: Trung tâm Tiêu chuẩn chất lượng Việt nam
Số 8 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà nội
Tel: (84-4) 37564269/37562807 * Fax: (84-4)3 8 361 771
E-mail: [email protected] * Website: www.vsqc.org.vn
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)
8 Hoang Quoc Viet, Cau Giay Dist, Ha noi Vietnam
Tel: (84-4) 37564269/37562807 * Fax: (84-4)3 8 361 771
E-mail: [email protected] * Website: