Báo cáo khoa học MỘT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ VÀ TUỔI THỌ CÒN LẠI CỦA CÔNG TRÌNH

Việc xác định tuổi thọ còn lại của công trình là vấn đề rất cần thiết, vì nó liên quan mật thiết đến việc quyết định tiếp tục khai thác, sửa chữa hay phá bỏ. Đặc biệt là các công trình ở vùng thường chịu nhiều rủi ro như gió bão, động đất, lũ lụt, va đập,... Từ trước cho tới nay, cơ quan quản lý của các nước cũng như nước ta đã có những hướng dẫn về đánh giá chất lượng công trình, nhưng chủ yếu là quy định về phân loại công trình (tốt, trung...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học " MỘT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ VÀ TUỔI THỌ CÒN LẠI CỦA CÔNG TRÌNH " MỘT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ VÀ TUỔI THỌ CÒN LẠI CỦA CÔNG TRÌNHTS. NGUYỄN VĂN HÙNGTrường Đại học Xây dựng1. Mở đầu Việc xác định tuổi thọ còn lại của công trình là vấn đề rất cần thiết, vì nó liên quan mật thiết đến việcquyết định tiếp tục khai thác, sửa chữa hay phá bỏ. Đặc biệt là các công trình ở vùng thường chịu nhiềurủi ro như gió bão, động đất, lũ lụt, va đập,... Từ trước cho tới nay, cơ quan quản lý của các nước cũng như nước ta đã có những hướng dẫn vềđánh giá chất lượng công trình, nhưng chủ yếu là quy định về phân loại công trình (tốt, trung bình, yếukém) và việc này mang tính chất định tính. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng công trình hiện hữu cũng nhưxác định tuổi thọ công trình đã được quy định trong ISO 2394-1998 [1], tiêu chuẩn đánh giá ngôi nhànguy hiểm của Trung Quốc [2], và một số công trình tại Việt Nam [3, 4, 5]. Trong [1] tuy có phần nói về công trình hiện hữu, song chưa hướng dẫn đánh giá chất lượng côngtrình theo chỉ số độ tin cậy . Trong bài này, tác giả đề xuất một phương pháp tính tuổi thọ còn lại củacông trình theo . Để minh hoạ, tác giả đưa ra một thí dụ đơn giản.2. Định nghĩa tuổi thọ của công trình Tuổi thọ công trình là danh từ được hiểu theo các nghĩa khác nhau, chẳng hạn: thời gian tồn tạicủa công trình, thời gian khai thác trước khi xảy ra sự cố đầu tiên, thời gian khai thác an toàn,v.v... Nếu với một cách hiểu chung như vậy thì không thể đưa ra một phương pháp định lượng để xácđịnh tuổi thọ và tuổi thọ còn lại của công trình. Sau đây là định nghĩa tuổi thọ theo độ tin cậy.2.1. Định nghĩa thứ nhất Tuổi thọ công trình là thời gian sử dụng bình thường của công trình trong các điều kiện về tải trọngvà tác động nhất định đã quy định trước.Trong định nghĩa này có hai điểm đáng chú ý là:- Thế nào là sử dụng bình thường ? Sử dụng bình thường là bảo đảm công năng của công trình ghi trongnhiệm vụ thiết kế, đó chính là các điều kiện trạng thái giới hạn.- Thế nào là tải trọng và tác động đã quy định ? Khi thiết kế, người ta chọn các tham số đầu vào về tải trọngcòn các tác động về nhiệt ẩm, mức độ sai lệch so với quy định đều được ghi rõ. Nghĩa là công trình đượcsử dụng trong điều kiện bình thường như gió bão, lũ lụt, va đập, cháy nổ bất thường,... vượt ra ngoài điềukiện đã quy định là bất thường và công trình mất an toàn là hiển nhiên. Vì thế mà phát sinh vấn đề xác địnhlại chất lượng công trình sau khi bị sự cố. Sau đây là một định nghĩa khác.2.2. Định nghĩa thứ hai Tuổi thọ công trình là thời giankhai thác bình thường với mức độ an toàn quy định.Trong định nghĩa này có hai điểm đáng chú ý là:- Thế nào là khai thác bình thường? Cũng tương tự như trên, ở đây muốn nói tới sự thoả mãn các điềukiện trạng thái giới hạn đã quy định khi thiết kế.- Thế nào là mức an toàn quy định? Độ tin cậy là chỉ tiêu an toàn tổng quát nhất, do đó nói mức an toànquy định là muốn nói tới một độ tin cậy nhất định. Do độ tin cậy thường giảm dần theo thời gian sử dụng(nếu không gia cố, sửa chữa), nên khi nó giảm đến mức nào đó thì coi là công trình hết tuổi thọ (dầuchưa xảy ra sự cố). Định nghĩa thứ hai dễ xây dựng phương pháp xác định tuổi thọ định lượng hơn định nghĩa thứ nhất.Do đó, sau đây tác giả sử dụng định nghĩa thứ hai để xây dựng phương pháp. Từ phương pháp này, bổsung một số tính toán phụ là xác định được tuổi thọ còn lại.3. Phương pháp xác định tuổi thọ và tuổi thọ còn lại của công trình Theo phương pháp nêu trong bài báo này, có hai khâu quan trọng nhất là tìm được độ tin cậy củacông trình P(t) và xác định giá trị P(T)=P min , trong đó T là tuổi thọ. Điều đó có thể minh hoạ trên H.1. Giả sử đã tìm được P(t), đồ thị P(t) trên hình 1. Pmin được xác định theo các tiêu chuẩn về độ tin cậy.Tương ứng với mỗi giá trị xác suất an toàn PS ta có tương ứng xác suất mất an toàn Pf=1-PS . Từ Pf ta suy ragiá trị chỉ số độ tin cậy  và ngược lại. Theo các tiêu chuẩn của Canađa hay đề nghị của một số tác giả ViệtNam thì đối với kết cấu bê tông, chọn min=3, đối với thép, chọn min=2,5. P(t) P01 P1 Pmin t t1 T H×nh 1. §å thÞ cña P(t) theo thêi gian Nếu kiểm tra thấy  Tại thời điểm ti , đo trực tiếp trên công trình (loại công trình). Căn cứ vào số liệu tại một thời điểm ti nàođó, ta tính được P(ti ). Để tính P(ti ) ta dùng phương pháp tính độ tin cậy [6, 7]. Do đó : P (t i )  P ( 0).e  i t ihay: P (0 ) e i ti  P(t i )  P(0)  i t i ln e  ln    P(t i )  suy ra: 1  P (0 )  i  ln   (1) t i  P (t i )  Giá trị trung bình của i là: 1 n    k n k 1 (2) Độ lệch chuẩn của  là: 1 n   D    k   2 n k 1 (3)- Xác định P min: Như trên đã nói, P min được xác định theo tầm quan trọng của công trình và theo quyết định của cấpquản lý có thẩm quyền.- Xác định tuổi ...