Hê hê anh thì chả biết Nhật nhọt gì nhưng từ trước đến nay, tuyền làm như chú gì nói. Chủ nhà nói làm 100 triệu thì làm kiểu 100 triệu, nói làm kiểu 1 tỷ thì làm kiểu 1 tỷ. Kiểu gì cũng thành cái nhà ngon hết, vấn đề là tùy miệng từng thằng chủ nhà...

Em ví dụ vậy thôi (hơi khập khiểng ), ý em nói lý thuyết tính của nó ấy chứ.

Tôi đoán "Thiết kế theo sự đáp ứng của kết cấu" như bạn nói là dịch từ cụm từ "Performance based design".

Tôi đề xuất nên dịch ra tiếng Việt là "Thiết kế dựa trên yêu cầu làm việc của công trình". Xin các bạn cho ý kiến!

Như các bạn đã biết trong ngành kết cấu chúng ta đã phát triển lên từ thiết kế theo ứng suất cho phép tới thiết kế theo trạng thái giới hạn. Trong vài năm gần đây trên thế giới đang chuyển sang một bước phát triển cao hơn: "Thiết kế dựa trên yêu cầu làm việc của công trình".

Về nguồn gốc của quan điểm này: Đi học, hội thảo thì có vị tiếp xúc với Nhật Bản thì nói đó là nét mới của Nhật Bản, vị từ Úc về thì nói là của Úc. Nhưng theo tôi được đọc thì người đầu tiên đưa ra khái niệm mớii là một giáo sư người Mỹ mà cái tên có vẻ là gốc Nga.

Quan điểm mới này càng được đặc biệt hay nhắc đến sau vụ mười một tháng chín. Giờ đây người Mỹ khi thiết kế nhà thì phải kể thêm một loại tải trọng mới gọi là tải trọng khủng bố (tôi nói đùa). Các cơ sở ở nước ngoài mới của Mỹ đều được thiết kế chống đánh bom, và nếu có vài cột bị đánh bom hỏng cũng vẫn không làm sụp đổ toàn bộ công trình. Quan điểm tính toán mới cũng không chỉ giới hạn trong các cấu kiện chịu lực mà còn được áp dụng cho cả những cấu kiện phi kết cấu. (Chẳng hạn cửa kính đặc biệt chịu được sức ép của một vụ nổ lớn mà không bị vỡ).

Ví dụ cho quan điểm thiết kế này hay được đưa ra là:
Nếu có một trận động đất mạnh xảy ra, theo các yêu cầu của tiêu chuẩn xây dựng theo quan điểm cũ là phải đảm bảo cho các kết cấu chịu được dù có bị hư hại nặng nề, và đủ điều kiện cho người trong tòa nhà có thể thoát ra an toàn.
Quan điểm thiết kế mới cho rằng như vậy là chưa đủ. Theo yêu cầu mới người ta phải tính toán cụ thể là cho phép tòa nhà bị hư hại ở mức độ nào, chỉ cần sửa chữa nhỏ hay là phải đập đi làm lại.
Với phát triển của kiến thức con người về kết cấu công trình và vật liệu xây dụng thì khả năng thực hiện quan điểm tính toán mới là có thể.

Perfrmance based design

Perfrmance based design mà người Nhật gọi là thiết kế theo "tính năng" đúng như Minh nói không phải là của người Nhật khởi xướng. Nhưng cũng như nhiều vấn đề khoa học kỹ thuật khác người Nhật rất nhạy bén với cái mới và luôn muốn chớp lấy cơ hội đi đầu (Chẳng hạn như chuyện Internet Broad Band ). Hiện nay ở Nhật đúng là có nhiều phòng nghiên cứu đang bắt đầu vào vấn đề mới này.
Thực ra Perfrmance based design về bản chất không có gì quá xa lạ với kỹ sư kết cấu. Thay vì thiết kế theo một chuẩn nhất định người ta đã đưa ra các chuẩn làm việc rất đa dạng để "khách hàng" được lựa chọn. Ta quen với việc cho phép cấu kiện ở trạng thái giới hạn thứ nhất và thứ hai (thực tình tôi không ưa cách đặt tên này của người Nga vì nó không liên hệ với bản chất làm việc của kết cấu). Nay với Perfrmance based design ta có hàng loạt các "trạng thái" như vậy. Dưới đây là một ví dụ để hiểu được điều này.
Tiểu ban kháng chấn cho các công trình cầu của Nhật có đưa ra 4 trạng thái như sau cho cầu:
1. Làm việc trong trạng thái đàn hồi (đối với các trận động đất nhỏ)
2. Cho phá hoại ở các cấu kiện nhưng có khả năng phục hồi tức thời nhanh để tạo mạch giao thông cho cứu viện sau động đất.
3. Cho phép phá hoại ở các cấu kiện nhưng phục hồi được sau động đất
4. Cho phép phá hoại ở các cấu kiện tới mức không phục hồi được nhưng không cho phép sập hay đổ nhằm bảo vệ tính mạng con người
Đối với nhà ở cũng có một loạt các "trạng thái " giới hạn như thế.
Để các bạn hình dung rõ hơn về khái niệm các trạng thái này xin xem hình dưới đây. Trục tung là tải trọng trục hoành là chuyển vị của công trình. Diễn tiến từ trạng thái zero đến khi phá hủy kết cầu có thể có đường cong như hình vẽ và các trạng thái từ 1 đến 4 kể trên nằm ở các vị trí như biểu diễn trên hình.
Với mỗi vị trí này sẽ có một loạt các yêu cầu cho cấu kiện. Chẳng hạn ở trạng thái 1 tất cả các cấu kiện không được nứt. Trạng thái 2 có nứt và chảy thép nhưng suất biến dạng bề mặt bị khống chế (chẳng hạn 0.002 hay gì đó cho cấu kiện BTCT). Trạng thái 3 các cấu kiện có thể chảy nhưng curvature phải nhỏ hơn allowable curvature và biến dạng dư nằm trong giới hạn bị khống chế nào đó. Trạng thái thứ 4 có thể là không còn bị khống chế curvature nhưng bị khống chế biến dạng dư.
Cái mới ở Perfrmance based design là ở "tư tưởng". Thực ra với trào lưu thiết kế này kỹ sư đã đá quả bóng trách nhiệm sang ông chủ đầu tư. Giờ đây tùy vào mức độ đầu tư và yêu cầu của ông chủ nhà thiết kế sẽ có sản phẩm với qui cách do ông chủ đặt ra. Việc này tránh cho các nhà thiết kế những rủi ro bất khả kháng mang tính chất khách quan. Chẳng hạn như những trận động đất chưa từng có trong lịch sử, những cơn bão bất thường, nổ do bom đạn, và cả máy bay của terrorist?????
Perfrmance based design đòi hỏi kỹ sư phải có cái nhìn tổng quát hơn về cái "vật thể " mình thiết kế hiểu được mọi trạng thái và diễn tiến dưới tác động vủa lực. Rõ ràng là tính toán theo trào lưu thiết kế này đòi hỏi năng lực cao hơn của nhà thiết kế.Thế giới đang bắt tay vào việc thành lập những menu để các ông chủ đầu tư có quyền và trách nhiệm lựa chọn khi tiến hành đầu tư.
HNTuanJP