ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ CÁC THAM SỐ ĐẦU VÀO DẠNG SỐ KHOẢNG

• Đăng bởi: danghonglong
• Nghiên cứu khoa học
• 18/05/2017

Tóm tắt: 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.

      Sự phá hoại dầm BTCT không những tại những tiết diện chịu uốn (do mô men) mà còn phá hoại tại những tiết diện chịu cắt hoặc cắt và uốn kết hợp (flexural shear). Thông thường, sự phá hoại trên tiết diện thẳng góc được đảm bảo nếu bố trí cốt dọc hợp lý, còn sự phá hoại trên các tiết diện nghiêng thì diễn ra phức tạp hơn. Các nghiên cứu [6],[7] đã chỉ ra khả năng chịu cắt của dầm BTCT trên tiết diện nghiêng là sự đóng góp của các thành phần sau: lực cắt tại phần bê tông chịu nén chưa xuất hiện vết nứt, lực liên kết tại bề mặt khe nứt thông qua sự cài chặt cốt liệu, lực ngang qua cốt thép chịu kéo (phụ thuộc hàm lượng cốt dọc và chiều dày lớp bê tông bảo vệ), lực cắt của cốt ngang cắt qua vết nứt nghiêng. Vấn đề tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCT tùy thuộc vào quan điểm sử dụng mô hình của mỗi nước. Bên cạnh đó, việc xét đến tính không chắc chắn của các đại lượng đầu vào như tải trọng, thông số vật liệu, kích thước tiết diện ...là một vấn đề có tính thực tiễn khi đánh giá khả năng chịu cắt của dầm BTCT bởi sai số trong quá trình thiết kế, thi công là luôn tồn tại, nhưng đồng thời cũng làm cho quá trình tính toán phức tạp hơn. Các đại lượng đầu vào này có thể là đại lượng ngẫu nhiên, đại lượng khoảng hay là đại lượng mờ. Trong phạm vi nghiên cứu của bài viết, xem xét một số yếu tố đầu vào là các đại lượng có tính không chắc chắn được biểu diễn dưới dạng các số khoảng để đánh giá khả năng chịu cắt của dầm theo TCVN 5574:2012 và tiêu chuẩn ACI 318.

      Ngành xây dựng trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố nhiều bài báo liên quan đến bài toán đánh giá độ tin cậy của kết cấu theo các quan điểm ngẫu nhiên, mờ và khoảng. Với nhiều quan điểm và mô hình đánh giá độ tin cậy khác nhau, trong bài báo này nhóm tác giả áp dụng một quan điểm tính toán đánh giá độ tin cậy của kết cấu theo lý thuyết khoảng đã được trình bày trong [2] để đánh giá độ tin cậy của khả năng chịu cắt của dầm BTCT có cốt ngang theo TCVN 5574 và tiêu chuẩn ACI 318 có xét đến các yếu tố đầu vào không chắc chắn dạng số khoảng như tải trọng, cường độ vật liệu, bước cốt đai, hàm lượng cốt dọc. Để xác định khoảng giá trị đầu ra của bài toán, tác giả vận dụng thuật toán “ tối ưu tiến hóa vi phân đột biến hỗn hợp – HCDE” đã được trình bày chi tiết trong [5] để tối ưu các hàm mục tiêu. Kết quả đánh giá độ tin cậy khả năng chịu cắt của dầm BTCT trong trường hợp xét đến tính không chắc chắn của thông số đầu vào là có ý nghĩa thực tiễn và góp phần đưa ra thêm một số phương án thiết kế kết cấu dầm chịu cắt trong trường hợp độ tin cậy an toàn P_s không nhất thiết bằng 1.

Bài báo "ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ CÁC THAM SỐ ĐẦU VÀO DẠNG SỐ KHOẢNG" được đăng trên tạp chí Xây dựng, số 3/2017.