Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Hi Hi Hi!

Trong 2337-1995 em chỉ thấy có nói đến tuổi thọ của công trình trong tính toán Tải Trọng Gió thôi bác ạ.

Đó là hệ số dùng để điều chỉnh hệ số độ tin cậy của gió. (see 6.17 Bảng 12).

Năm 5 10 20 30 40 50
Hệ số .61 .72 .83 .91 .96 1

Tuổi thọ sử dụng càng cao thì hệ số càng tăng. Dẫn đến tải trọng tính toán tăng theo. Công trình có tuổi thọ sử dụng lớn thì không chỉ xét Tính Bền mà còn phải xét đến Tính Mỏi nữa.

Ví dụ: Cấu kiện sử dụng 5 năm so với 50 năm dù chịu cùng kiểu tải trọng tác động thì cũng nên có cấu tạo khác nhau. CK50 năm phải được tính bền hơn CK5 năm (xét đến Tính Mỏi)

Một cách gián tiếp khi kể đến Tính Mỏi, 6.17 Bảng 12 đã cho thấy tải trọng gió để tính toán Kết Cấu của công trình lâu năm là to hơn so với công trình sử dụng ít năm.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

-Cảm ơn bạn, được mấy thông số bạn chỉ cho đã là quý hoá lắm rồi, thế là từ nay tớ cũng có cái để tự an ủi mình rồi đấy, tớ sẽ mở TCVN 2337-1995 để xem ngay để áp dụng, thế mà từ trước đến nay tớ không sử dụng hệ số vậy hoá ra công trình nào cũng có hệ số bằng 1 tức là có tuổi thọ ngang nhau tất (50 năm ) rồi nhỉ...Ô hô thật tức cười... không biết có ai giống tớ không?
-Mà nè, không biết ngoài những thông số điều chỉnh về gió có còn thông số nào nữa không bạn nhỉ? Hổng lẽ ở nơi không có gió (Ví dụ thôi)thì công trình không cần những tham số này sao? Tớ nghĩ độ bền của vật liệu, môi trường, tính đồng nhất cấu kiện, và cả kỹ thuật thi công v.v... sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ chứ. Nói chung là rất nhiều thứ , hay là rắc rối quá nên các tiền bối bỏ quách cho xong? Cũng may là trong các đồ án ít người (cơ quan kiểm định) hỏi đến chứ không thì anh em mình cũng khóc tiếng miên.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Tôi nghĩ trong các tiêu chuẩn thiết kế có đề cập đến tuổi thọ công trình đấy chứ, nó thể hiện ở các tải trọng và tác động. VD công trình tuổi thọ 100 năm thì gío, mưa lũ tính với tần suất 1%...

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

-Nhưng tôi vẫn áy náy rằng quan tâm như vậy liệu có đúng mức chưa, vì nếu xét kỹ có thể làm thay đổi giá thành công trình trên 10% chứ chẵn chơi đâu.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Thông thường, không có văn phòng Tư-vấn ở Âu-châu nào khi thiết-kế lại đặt điều kiện về tuổi thọ công trình như vậy, trong các công trình xây dựng nhà cửa thường, ta cứ việc thiết kế theo các tiêu chuẩn bình thường, vì những người đặt ra tiêu chuẩn này đã có nghĩ đến tuổi thọ sao cho việc xây dựng nó lên được kinh tế.

Tuy nhiên, có những công trình cần đến phép tính tuổi thọ như :
- Làm đường xá (theo số chu kỳ xe chạy, do đó suy ra tuổi thọ);
- Công trình thủy lực (do phép tính ăn mòn của thời tiết, của hóa chất dùng xử lý nước thải, nước uống...);
- Công trình trong những vùng có nhiều động đất;
- Công trình giàn khoan ngoài khơi;
- Nhất là công trình xây dựng cơ khí (như máy bay, xe hơi.. vì càng làm nhẹ, hệ số an-toàn kém thì xe chạy nhanh...)
- Ngoài ngành xây dựng, ngành chế tạo sơn, ngành chế tạo sản phẩm nội thất... đều có nghĩ đến (test...)

Khi cân tính đến tuổi thọ thì cứ việc tính, dù có đắt hơn 10-20% hay hơn nứa cũng phải làm. Người tiêu dùng, hay chủ công trình cũng biết cach đánh giá, vì họ sẽ hỏi điều kiện sách, phương pháp thi công, chế tao...

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Cám ơn các bạn đã nhiệt tình giải thích, nhưngtôi vẫn thấy có một cái gì đó không ổn trong nghề nghiệp của mình, tôi chợt nhớ đến đến hai câu nói của Kỹ sư Nguyễn Văn Đực trong cuốn "Quan điểm tính toán kết cấu":
-Câu thứ nhất:
Tính toán kết cấu dư thừa tội còn nặng hơn hành vi trộm cướp, vì xét cho cùng thì hành vi trộm cướp chỉ làm tài sản xã hội thay đổi quyền sở hữu, còn việc tính toán thừa là vùi chôn tài sản của xã hội.
-Câu thứ hai:
Nếu một Nha sỉ có quan điểm như một Kỹ sư Xây Dựng "xin lỗi, không quơ đủa cả nắm" thì thay vì nhổ một cái răng đau, ông ta nhổ hết cả hàm răng của bệnh nhân cho chắc ăn.
Suy nghĩ về hai câu nói trên tùy thuộc vào cảm nhận mỗi người, nhưng trong bài toán kết cấu còn nhiều vấn đế nói lập lờ như là 'đã cân nhắc" như vậy mà không nêu rõ năm tháng rõ ràng thì quả nhiên đôi lúc tôi cảm thấy mình tệ hơn một kẻ trộm cướp thât.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Nhân thấy các bác nói chuyện về tuổi thọ công trình, cho em hỏi có bác nào biết rõ tại sao trong tcvn2737, phần tải trọng gió mục 6.4.4 có đưa ra "(...trong vòng 20 năm)", rồi trong mục 6.17 "...giả định là 50 năm". Không biết có phải trong tcvn có sai sót gì không? Em thấy trong tcvn...2006(soát xét lần 3) có thay 20 năm trong mục 6.4.4 thành 50 năm. Bác nào hiểu rõ giúp em với?

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

-Gió bão mỗi năm mỗi thay đổi là sát thực tế rồi còn gì !!.. Đùa cho vui chứ tớ nhìn mấy con số đó nó chẵng thuyết phục được tớ chút nào, tớ cũng bí luôn!

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

cho góp vui cùng diễn đàn : Khi tính toán thì tuổi thọ công trình chưa đề cập nhưng thiết nghĩ ta cần nghiên cứu độ bền, độ mỏi vật liệu trước sau đó mới nghiên cứu đến phương pháp tính áp dụng cho tính toán công trình theo tuổi thọ công trình

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

-Bạn nói thì tớ đồng tình nhưng ngày mai nộp bài rồi còn thời gian đâu mà "nghiên cứu". Đợi công trình khác vậy.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu


Không có bác cao thủ nào giúp Em à? Chán!

Em nói thẳng ra là Tiêu chuẩn tcvn2737-95 SAI phần 6.4.4 (nhầm 50 năm thành 20 năm), đã hơn 10 năm rồi các bác thấy sai mà không ai có phản ứng gì à? Mấy bác làm cột điện, tháp thép... hay dùng công thức này quy đổi áp lực gió từ vận tốc gió trung bình đo được, đâu cả rồi?

Bức xúc quá nên nói năng lung tung, có gì không phải các bác bỏ quá cho

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Bạn NPD có vẻ rất ham học hỏi Tôi cũng xin nói một vài kiến thức cơ bản về vấn đề này hi vọng có thể giúp bạn phần nào:
- Tuổi thọ của công trình phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, cái này thì ai cũng biết, ví dụ như tác động của môi trường, tuổi thọ của vật liệu xây dựng... Các công trình dân dụng tuổi thọ thường khá cao và khó có thể ước lượng được chính xác. Nhưng đối với các công trình chịu tải trọng động, thay đổi với cường độ lớn (cầu, giàn khoan dầu khí, dầm cầu trục trong nhà công nghiệp,...) tuổi thọ có thể được đánh giá khá chính xác nhờ vào tính toán mỏi với sai số khoảng vài năm, nhất là đối với các công trình kết cấu thép. Ví dụ dàn khoan dầu khí, thường là kết cấu thép, chịu tải trọng do sóng có chiều và cường độ thay đổi liên tục, tuổi thọ của công trình này được xác định theo số năm khai thác dầu và sẽ sử dụng trong thiết kế để kết cấu có thể tồn tại được trong thời gian ấy, thường dao động từ 10 năm đến 30 năm.
Hiện tượng mỏi của vật liệu thực ra là hiện tượng xuất hiện và phát triển vết nứt một cách từ từ do sự biến thiên ứng suất trong vật liệu. Vết nứt có thể đã tồn tại từ trước lúc đem công trình vào sử dụng do lỗi vật liệu và thi công. Ngoài ra nó thường xuất hiện tại những điểm tập trung ứng suất trong kết cấu. Vết nứt phát triển rất chậm ban đầu nhưng tăng rất nhanh theo độ rộng của nó tới một lúc vượt quá giới hạn cho phép dẫn đến phá hủy kết cấu.
Môn "Cơ học phá hủy" nhằm nghiên cứu sự phát triển của vết nứt này phụ thuộc các yếu tố khác nhau và thực sự rất phức tạp để hiểu rõ vấn đề này. Tuy nhiên tiêu chuẩn xây dựng hiện nay đưa ra những công thức áp dụng đã được đơn giản hóa để các kĩ sư có thể áp dụng chỉ bằng công thức tính toán thông thường. Bây giờ tôi sẽ nói đến vấn đề chính của bài viết: các thông số cần thiết để tính tuổi thọ công trình (thực ra là tính mỏi) và phương pháp tính. Tất nhiên chỉ là khái quát:
- Dữ liệu chủ yếu để tính tuổi thọ là bản thống kê, ghi chép sự thay đổi thường xuyên của tải trọng và tần suất tác động của chúng. Từ đó suy ra được sự biến thiên nội lực, ứng suất cùng với số lần thay đổi của chúng trong một khoang thời gian nhất định (thường là 1 năm). Ví dụ bản ghi chép cho biết: trong 1 năm ứng suất tại một điểm khảo sát thay đổi 1000 lần với delta sigma = 150MPa; 500 lần với delta sigma = 100MPa,.... Tiêu chuẩn có sẵn các bảng tra từ các thông số trên đến "hệ số thương tổn" tương ứng. Mỗi delta sigma và số lần N cho một hệ số thương tổn khác nhau dựa vào đường cong S-N. Tổng các hệ số trên cho từng mức tải trọng trong một năm cho ta độ thương tổn của công trình trong năm đó. Kết cấu bị phá hoại là lúc tổng các hệ số đó vượt quá 1. Ví dụ trong một năm bạn tính được đổ thương tổn là 0,1, điều này có nghĩa là tuổi thọ trung bình của công trình sẽ là 10 năm.
- Cần chú ý rằng mỗi chu kì phát triển của vết nứt chỉ phụ thuộc vào độ biến thiên ứng suất (delta sigma) trong chu kì đó chứ không phụ thuộc vào giá trị của ứng suất.
- Đây là phương pháp tính toán đã được đơn giản hóa, bỏ qua nhiều yếu tố quan trọng vì lí do khó áp dụng trong thực tế và là phương pháp được các tiêu chuẩn hiện nay sử dụng. Bạn có thể tham khảo thêm mục 1-9 "Tính mỏi" của Eurocode 3 để hiểu thêm.
Rất vui được trao đổi thêm.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

-Bài viết trên rất hay, rất thuyết phục. Riêng kiến thức về tính toán tuổi thọ của công trình đã là một tập hợp tham số phức tạp. Để trở thành một KS kết cấu thật không dễ chút nào.
-Trong thực tế tôi thấy anh em KS chủ yếu tính toán sao cho tất cả các vị trí chịu lực trong công trình phải có một nội lực đồng đều tuỳ theo khả năng của vật liệu. Chứ nếu tính được tuổi thọ công trình theo đúng như phân tích của bạn thì...khó thật! theo tôi (nghĩ một cách đơn giản) nếu chúng ta có thể tính được tuổi thọ công trình với sai số (+)chính xác được 20% thì thành công lắm rồi. VD công trình A có thời hạn sử dụng 20 năm, được tính toán tuổi thọ với sai số +20% thì có nghĩa là dù muốn hay không 24 năm sau phải tháo dỡ.
Có người sẽ nói rằng còn tuỳ thuộc vào việc sử dụng bảo quản, tuỳ thuộc vào thời tiết khí hậu có đột biến hay không V.V... tôi không biết có nên gật đầu đồng ý theo ý kiến này không? Tôi không phải là người khó tính nhưng tôi vẫn thấy suy cách suy luận này vẫn có cái gì đó chưa ổn để đủ sức thuyết phục chủ đầu tư rằng :"Tôi là một KS kết cấu", nhưng nghĩ quả thật chưa có cách nào để không chế được biên độ giữa việc "bảo quản tốt và không tốt". Bởi vì không biết biên độ này thì chúng ta chỉ còn cách tăng cường hệ số "tuổi thọ" thay vì 20 năm lên 40 hoặc hàng trăm năm v.v...cho an toàn, mà nếu làm thế thì còn gì gọi là tính toán. Khó thật !
-Còn một vấn đề nữa là thời gian bảo hành công trình của đơn vị thi công là 2 năm, vậy khi KS thiết kế tủoi thọ cho công trình có chịu trách nhiệm gì về kết quả tính toán của mình trong suốt quá trình công trình hoạt động trong phạm vi tuổi thọ được tính toán? Hay chỉ cần tính và được kiểm định là xong trách nhiệm? Vấn đề này chắc anh em KS hiểu rõ nhưng tôi chưa biết, xin giải đáp giúp.

Ðề: Tuổi thọ công trình trong tính toán kết cấu

Tài liệu của bác rất hay. Cảm ơn bác !