Tính toán thiết kế kết cấu công trình thủy lợi theo lý thuyết độ tin cậy

Bài viết giới thiệu một cách tiếp cận lý thuyết độ tin cậy để tính toán kết cấu công trình thủy lợi theo chỉ số độ tin cậy. Bao gồm từ phương pháp lựa chọn mô hình lực tác dụng lên kết cấu công trình thủy lợi và các phương pháp tính toán chỉ số độ tin cậy từ trường hợp từ đơn giản đến phức tạp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán thiết kế kết cấu công trình thủy lợi theo lý thuyết độ tin cậyKHOA HỌC CÔNG NGHỆ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY Phạm Hồng Cường Viện Khoa học Thủy lợi Việt NamTóm tắt: Bài báo giới thiệu một cách tiếp cận lý thuyết độ tin cậy để tính toán kết cấu công trìnhthủy lợi theo chỉ số độ tin cậy . Bao gồm từ phương pháp lựa chọn mô hình lực tác dụng lên kếtcấu công trình thủy lợi và các phương pháp tính toán chỉ số độ tin cậy từ trường hợp từ đơn giảnđến phức tạp. Đồng thời, đã xây dựng các bước xác định độ tin cậy cho phép và đề xuất giá trịphù hợp để ứng dụng tính toán trong điều kiện Việt Nam.Sumary: This paper presents an approach based on reliability theory for analyzing hydraulicstructure using the reliability index . This approach includes methods of force scheme selectionacting on the hydraulic structure and reliability index calculation ranging from simple tocomplex techniques. Simultaneously, a procedure has been established to define the acceptablereliability and propose suitable reliability values in line with Vietnam situation.1. ĐẶT VẤN ĐỀ * chưa đáp ứng được với yêu cầu trước mắt cũngTrong tự nhiên, sự tác động của các yếu tố môi như lâu dài đối với công trình.trường lên công trình là các chuỗi ngẫu nhiên Vì vậy, phương pháp thiết kế công trình nóikhông ngừng. Do khả năng hạn chế về liệt số chung, kết cấu công trình thủy lợi nói riêng theoliệu và để thuận tiện cho tính toán nên phương lý thuyết độ tin cậy là cần thiết trong giai đoạnpháp thiết kế truyền thống đã chấp nhận các hiện nay. Để thực hiện mục tiêu trên, bài báoyếu tố tác động lên công trình như là các yếu này giới thiệu một cách tiếp cận lý thuyết độ tintố tất định và chấp nhận một hệ số an toàn. cậy để tính toán kết cấu công trình thủy lợi.Các phương pháp này bao gồm phương pháp 2. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNHứng suất cho phép, phương pháp hệ số an toànvà phương pháp trạng thái giới hạn. Trong các THỦY LỢI THEO CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY (β)mô hình thiết kế tất định, tải trọng và độ bền Công trình thủy lợi là loại công trình chịu táctính toán được mặc định trong suốt quá trình động lớn của các yếu tố ngẫu nhiên. Các hàmlàm việc của công trình. tải trọng nói chung đều là ngẫu nhiên với sựTrong thực tế, một số công trình bị sự cố do chênh lệch phương sai rất lớn. Do đó, để tínhkhông xem xét được hết các yếu tố ảnh hưởng toán kết cấu công trình thủy lợi, trước hết cầnvì những hạn chế trong tính toán của phương xác định được loại tải trọng tác dụng lên kếtpháp truyền thống. Mặt khác, nhiều công trình cấu cũng như xác định được đặc tính ngẫuđược thiết kế một cách quá an toàn do lựa nhiên của kết cấu, và mô tả bằng một hàmchọn hệ số an toàn quá lớn. Chính vì vậy, có phân bố để phục vụ tính toán.thể nhận thấy mô hình thiết kế truyền thống 2.1. Phân loại tác động lên kết cấu công trình thủy lợi và đặc tính ngẫu nhiên củaNgày nhận bài: 14/8/2017 tác độngNgày thông qua phản biện: 12/9/2017Ngày duyệt đăng: 20/9/2017 Tùy thuộc vào việc phân loại lực tác dụng lên TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 23 KHOA HỌC CÔNG NGHỆkết cấu công trình thủy lợi mà có nhiều cách 2.2. Cơ sở phương pháp tính toán kết cấuphân loại khác nhau: công trình thủy lợi theo chỉ số độ tin cậy- Xét mối quan hệ tương quan, có thể phân Có thể biểu diễn tác động của lực vào kết cấuthành 2 loại: (1) Tác động độc lập; (2) Tác qua hệ sau:động ngẫu nhiên. Z = g(X1, X2,…., Xn) (1.4)- Xét theo yếu tố thời gian, có thể phânthành 3 loại: (1) Tác động vĩnh cửu (thường Trong đó:xuyên); (2) Tác động tạm thời; (3) Tác động g (*) là hàm số chức năng của kết cấu;ngẫu nhiên. Xi (i= 1,2,…,n) là biến số cơ bản và biến số- Xét theo không gian tác dụng, có thể phụ thêm.phân thành: (1) Tác động cố định; (2) Tácđộng di động. Nếu chỉ có 2 biến tổng hợp là cưởng độ kết- Xét theo sự phản ứng đối với kết cấu, có thể cấu R và phản ứng của kết cấu S, thì điều kiệnphân thành: (1) Tác động trạng thái tĩnh; (2) an toàn của kết cấu được biểu diễn bằng hàm:Tác động trạng thái động. R-S  0K ...