Đang tải... (xem toàn văn)
Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)Độ nhạy của các tham số kết cấu công trình và ứng dụng để đánh giá độ tin cậy của công trình nhà công nghiệp bằng thép (tt)
B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR NG I H C XÂY D NG Nguy n Tr ng Hà NH Y C A CÁC THAM S K T C U CÔNG TRÌNH VÀ NG D NG ÁNH GIÁ TIN C Y C A CÔNG TRÌNH NHÀ CÔNG NGHI P B NG THÉP Chuyên ngành: KTXD CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P Mã s : 62.58.02.08 TÓM T T LU N ÁN TI N S Hà N i ậ N m 2017 Công trình đ Ng Ng Ng Ng ih ih ih ih c hoàn thành t i Tr ng d ng d ng d ng d n khoa h n khoa h n khoa h n khoa h ng i h c Xây d ng c 1: PGS.TS Lê Ng c Th ch c 1: PGS.TS Lê Ng c Th ch c 2: GS.TS Nguy n V n Phó c 2: GS.TS Nguy n V n Phó Ph n bi n : Ph n bi n : GS.TS Nguy n Qu c B o Ph n bi n : Ph n bi n : GS.TSKH Nguy n ng Bích Ph n bi n : Ph n bi n : PGS.TS Tr n c Nhi m c H i đ ng ch m lu n án c p Tr ng h pLu t i nTrán ng D ng s đ i ch bc oXây v tr c H i đ ng ch m lu n án c p Tr Lu n án s đ c b o v tr ng h p t i Tr ng i h c Xây D ng Vào h i…….gi ……ngày……tháng……n m 2016 Vào h i…….gi ……ngày……tháng……n m 2017 Có th tìm hi u lu n án t i th vi n Qu c Gia Th vi n Tr ng iCó h cthXây tìmd hing.u lu n án t i th vi n Qu c Gia Th vi n Tr ng i h c Xây d ng DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG B LIÊN QUAN C A TÁC GI N LU N ÁN Nguy n Tr ng Hà “ nh y c a đ tin c y ng d ng vào ch n ph ng án thi t k h p lý”, T p chí T p chí Khoa h c Công ngh Xây d ng (IBST), S 1/2009, pp 8-16 Lê Ng c Th ch, Nguy n Tr ng Hà “L a ch n gi i pháp thi t k h p lý cho khung thép nhà ti n ch b ng ph ng pháp phân tích đ nh y c a đ tin c y” T p chí K t c u Công ngh Xây d ng, s 2/2011 pp 4-9 Nguy n Tr ng Hà “ ng d ng lý thuy t đ nh y c a đ tin c y vào toán thi t k t i u dàn thỨp không gian theo tiêu chí kinh t đ tin c y cho tr c” Tuy n t p công trình khoa h c: H i ngh c h c toàn qu c l n th 9, Hà N i n m 2012, pp 346-353 Nguy n V n Phó, Lê Ng c Th ch, Nguy n Tr ng Hà “M t ph ng pháp l a ch n h p lý ph ng án thi t k m t s k t c u thép thông d ng có k đ n an toàn v đ tin c y” H i ngh c h c toàn qu c c h c v t r n bi n d ng l n th 11, TP H Chí Minh 11/2013 Nguy n Tr ng Hà, “Ph ng án thi t k h p lý k t c u dàn h p lý theo đ tin c y cho tr c ràng bu c tiêu chí kinh t ” T p chí Khoa h c Công ngh Xây d ng (IBST) - S 4/2014 10-14 Lê Ng c Th ch, Nguy n Tr ng Hà “Thi t k khung thỨp theo đ tin c y cho tr c có k đ n chi phí h p lý”, H i ngh Khoa h c toàn qu c C h c V t r n bi n d ng l n th XII, i h c Duy Tân, TP N ng, 7/8/2015 ng Xuân Hùng, Nguy n Tr ng Hà, “Phân tích đ nh y t ng th c a tham s k t c u lên giá tr l c t i h n theo u ki n n đ nh c a Cupôn s n ch u t i tr ng gió”, H i ngh Khoa h c toàn qu c C h c V t r n bi n d ng l n th XII, i h c Duy Tân, TP N ng, 7/8/2015 ng Xuân Hùng, Nguy n Tr ng Hà, “Phân tích khung ph ng v i tham s đ u vào đ i l ng kho ng b ng mô ph ng Monte Carlo”, T p chí Khoa h c Công ngh Xây d ng (IBST), S 1/2016 ng Xuân Hùng, Nguy n Tr ng Hà, “ ánh giá đ tin c y k t c u khung ph ng theo u ki n n đ nh lo i hai b ng ph ng pháp ph n t h u h n ng u nhiên”, T p chí Khoa h c Công ngh Xây d ng, Tr ng i h c Xây d ng, s 28/3-2016 i M U Lý thuy t đ tin c y đ c áp d ng r ng rãi thi t k k t c u công trình xây d ng, giao thông, th y l i, công trình bi n….và hi n có m t s tiêu chu n thi t k theo đ tin c y nh ISO 2394:2012, JB 50153-92, BS 5760-0:2014…[52], [83], [100] Thi t k t n d ng kh n ng làm vi c c a v t li u c ng d n đ n nguy c r i ro t ng lên y u t ng u nhiên có th x y đ n v i công trình Lu n án v y h ng đ n nghiên c u đánh giá đ nh y, đ tin c y c a thi t k k t c u công trình áp d ng phân tích toán kinh t k thu t Tính th i s Ủ ngh a c a lu n án Hi n Vi t Nam ch a có m t tiêu chu n c th quy đ nh vi c thi t k k t c u theo đ tin c y Trong nhu c u v đánh giá đ tin c y c a k t c u l i v n đ mang tính th i s Bài toán đánh giá đ nh y, đ tin c y c a k t c u t khâu thi t k c g ng k đ n y u t ng u nhiên có th x y đ n v y có ý ngh a th c t M c tiêu c a lu n án M c tiêu c a lu n án nghiên c u, áp d ng thu t toán phân tích đ nh y, phân tích đ tin c y vào toán thi t k k t c u công trình T lu n án đ a phân tích kinh t - k thu t nh m l a ch n thi t k h p lý gi a tr ng l ng k t c u đ tin c y it ng nghiên c u c a lu n án Các ph ng pháp phân tích đ nh y t ng th (Global Sensitivity), ph ng pháp phân tích đ đ tin c y Mô hình ng u nhiên, đ tin c y c a toán thi t k khung ngang nhà công nghi p m t t ng theo TCVN 5575:2012 Bài toán phân tích kinh t - k thu t l a ch n thi t k h p lý Ph m vi nghiên c u c a lu n án Ph ng pháp phân tích đ nh y t ng th (Global Sensitivity) đ c tr ng b i ch s đ nh y Sobol’ Ph ng pháp phân tích đ tin c y b ng mô ph ng Monte Carlo Bi n ng u nhiên bi n phân b đ u, đ c l p xác su t Khung ngang đ c thi t k theo s đ k t c u ph ng, nút khung t đ i c ng, ti t di n không đ i, theo TCVN 5575:2012 K t c u thép - Tiêu chu n thi t k Phân tích toán kinh t - k thu t th hi n quan h gi a đ tin ii c y tr ng l ng k t c u nh m l a ch n thi t k h p lý Kho ng bi n thiên c a bi n thi t k đ c l y theo tiêu chu n TCVN 170:2007 K t c u thép gia công, l p ráp nghi m thu yêu c u k thu t TCVN 9362:2012 Ph ng pháp nghiên c u Ph ng pháp phân tích, t ng h p Thu th p tài li u n c qu c t đ đánh giá t ng quan v v n đ liên quan, t đ t nhi m v nghiên c u c a lu n án Ph ng pháp gi i tích S d ng ph ng pháp l c đ phân tích n i l c chuy n v khung ngang Ph ng pháp s mô ph ng s ánh giá đ nh y, đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p Nh ng đóng góp c a lu n án Xây d ng thu t toán ch ng trình phân tích đ nh y t ng th (Global Sensitivity) đ c đ c tr ng b i ch s đ nh y Sobol’ Xây d ng thu t toán ch ng trình phân tích đ tin c y b ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo Xây d ng ch ng trình SFD (Steel Frame Design) thi t k t t đ nh khung ngang nhà công nghi p theo TCVN 5575:2012 T ch ng trình SFD lu n án xây d ng mô hình ng u nhiên c a toán thi t k khung ngang nhà công nghi p Phân tích đ nh y t ng th c a tham s thi t k đ u vào lên tham s đ u toán thi t k khung ngang nhà công nghi p cho m t thi t k t t đ nh c th Phân tích đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p T phân tích toán kinh t - k thu t đ l a ch n thi t k h p lý C u trúc c a lu n án C u trúc c a Lu n án g m: Ph n m đ u; K t lu n ch ng Ch ng T ng quan v ph ng pháp nghiên c u Ch ng Phân tích đ nh y đ tin c y Ch ng Xây d ng mô hình ng u nhiên toán thi t k khung ngang nhà công nghi p Ch ng nh y tin c y c a toán thi t k khung ngang nhà công nghi p – Bài toán kinh t k thu t Các công trình khoa h c công b Bao g m 09 công trình công b : 05 công trình đ ng t p chí chuyên ngành, 04 công trình đ ng h i ngh khoa h c toàn qu c Ch ng T NG QUAN V V N 1.1 Các ph ng pháp đ tin c y Xác su t không an toàn c a k t c u đ (1.1) nh sau [103] Pf fX X dx g X 0 NGHIÊN C U c xác đ nh theo bi u th c (1.1) đó, X Xi véc t bi n ng u nhiên đ u vào, g X hàm công n ng c a k t c u, fX X hàm m t đ xác su t đ ng th i c a véc t X Mi n không an toàn đ c xác đ nh b i u ki n g X , mi n an toàn đ c xác đ nh b i g X g X đ nh ngh a m t gi i h n Phân tích đ tin c y đ c phân lo i theo ba m c đ [28], [103] M c đ M c đ th c ch t ch a ph i phân tích đ tin c y i u ki n an toàn c a k t c u đ c xét đ n thông qua m t s h s an toàn… M c đ ch a ph i tính tích phân (1.1) M c đ S d ng m t s gi thi t đ n gi n hóa đ tính “g n đúng” tích phân (1.1) b ng ph ng pháp gi i tích, bán gi i tích Ph ng pháp ch s đ tin c y Cornell C đ c đ xu t n m 1969 [71] đ c áp d ng [59], [110], [141], [154], [156] K t qu ch th c s xác hàm công n tính bi n ng u nhiên có phân ph i chu n Ph ng pháp ch s đ tin c y Hasofer - Lind HL đ c đ xu t n m 1974 đ c áp d ng [97], [98] nguyên t c chu n hóa bi n đ u vào tr c tính ch s đ tin c y Khi hàm công n ng có d ng phi n s đ c g n b ng khai tri n Taylor b c nh t (FORM - First Order Reliability Methods) ho c b c hai (SORM Second Order Reliability Methods) [103] M c đ Là m c đ xác đ nh g n nh t tích phân (1.1) mô ph ng b n ch t ng u nhiên c a bi n g n nh t mà không c n gi thi t bi n có phân ph i chu n, s d ng ph ng Monte Carlo [103] 1.2 Các ph ng pháp phân tích đ nh y nh y đ a ph ng (Local Sensitivity): Phân tích đ nh y đ a ph ng tính giá tr đ o hàm riêng c a hàm m c tiêu đ i v i t ng bi n Ph ng pháp đ n gi n nh t ph ng pháp OAT (One At a Time) đ c áp d ng đ c áp d ng [51], [62], [123] [143] Sau Morris đ xu t ph ng pháp Morris [124] đ c áp d ng [143], [101]… nh y t ng th (Global Sensitivity): nh y t ng th bao g m đ nh y riêng l c a t ng bi n đ nhay t ng tác c a bi n v i bi n khác Ch s đ nh y Sobol’ đ c đ xu t áp d ng r ng rãi [81], [105], [140], [146], [147] … 1.3 Áp d ng phân tích đ nh y, đ tin c y k t c u Ph ng pháp ch s đ tin c y Cornell Hasofer-Lind đ c áp d ng phân tích đ tin c y c a k t c u, s d ng ph ng pháp FORM, SORM [53], [63], [111], [112], [135], [156] Ph ng pháp Monte Carlo d n tr thành ph ng pháp ph bi n tính toán đ tin c y k t c u công trình c a nhi u l nh v c: phân tích phi n k t c u [138], k t c u ch u t i đ ng đ t [121], k t c u thép v i nút khung n a c ng [92] Vi t Nam, ph n nhi u nghiên c u s d ng ch s đ tin c y ph ng pháp xác đ nh ch s đ tin c y FORM, SORM [1], [2], [10], [11], [12], [18], [23], Ph ng pháp Monte Carlo th i gian g n c ng đ c m t s tác gi n c quan tâm nghiên c u [15], [20], [33] Song song v i toán đ tin c y toán đ nh y c ng đ c m t s tác gi quan tâm Tuy nhiên, tác gi n c ch y u s d ng ph ng pháp phân tích đ nh y đ a ph ng [14], [21], [24], [29], [31], [32]… 1.4 Phân tích đ nh y, đ tin c y k t c u thép V i đ c m c b n đ b n cao k t c u m nh Vì v y, phân tích đ nh y, đ tin c y đ i v i k t c u thép có r t nhi u tác gi quan tâm nghiên c u [73], [70], [82], [92], [94], [136], [153] 1.5 Nh n xét Trong th c t vi c đánh giá đ nh y đ tin c y toán thi t k k t c u công trình t n t i r t nhi u v n đ , tùy thu c vào đ i t ng nghiên c u ph ng pháp ti p c n Trong lu n án này, qua nh ng nghiên c u t ng quan, tác gi lu n án nh n th y hai s v n đ t n t i nh sau Các ph ng pháp đánh giá đ nh y, đ tin c y ngày đ c nghiên c u, phát tri n K t h p v i ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo, ph ng pháp ngày th hi n rõ vai trò quan tr ng vi c gi i quy t v n đ ph c t p đ i s ng nói chung thi t k , tính toán k t c u nói riêng tin c y, đ nh y c a thi t k theo tiêu chu n c ng đ c m t s tác gi quan tâm nghiên c u Các nghiên c u t ng đ i hoàn ch nh v quy trình thi t k nh ng vi c áp d ng ph ng pháp phân tích đ nh y đ tin c y v n đ n gi n có nhi u h n ch V i nh ng v n đ t n t i nêu trên, lu n án tác gi h ng đ n vi c nghiên c u áp d ng ph ng pháp phân tích đ nh y, đ tin c y toán thi t k k t c u theo tiêu chu n thi t k C th toán phân tích đ nh y đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c, c g ng k đ n y u t ng u nhiên có th x y giai đo n thi t k , ch t o l p d ng khai thác s d ng T lu n án ti n hành phân tích toán kinh t k thu t g n l a ch n thi t k v i tr ng l ng k t c u đ tin c y t ng ng Ch ng PHÂN TệCH NH Y VÀ TIN C Y 2.1 Khái ni m v đ nh y Phân tích đ nh y phân tích s nh h ng c a tham s (bi n) thi t k đ u vào X X1 , X2 , , Xm lên mô hình đ u Y f X Trong đó, X X1 , X2 , , Xm tham s thi t k giá tr đ u Y Y1 , Y2 , , Yn xác đ nh m không gian n không gian 2.2 Phân tích đ nh y đ a ph ng nh y đ a ph ng c a m t bi n Xi lên mô hình đ u Y f X t i m t m X X * th c ch t đ o hàm riêng b c nh t c a hàm đ u đ i v i bi n Xi tính t i m X X * theo bi u th c (2.22) f X Si (2.22) Xi X X* 2.3 Ph ng pháp phân tích đ nh y t ng th Xét mô hình Y f X , khai tri n c a hàm f X thành chu i c a hàm có d ng [123] f X f0 fi Xi fij Xi , X j i j i f1 m (2.23) X1 , , Xm Bi u th c (2.23) v i bi n đ u vào Xi ng u nhiên đ c l p xác su t theo [123], [143] [146] ph ng sai c a hàm đ u Y f X có th đ c phân tích theo bi u th c (2.25) m Var Y Vi i 1 m 1 i j m Vij V1 m (2.25) Vi Var E Y Xi ; Vij Var E Y Xi X j Vi Vj m V1 n Var Y Vi i 1 m 1 i j m Vij Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t đ m 1i1 in1 m Vi1 im1 c xác đ nh Si Vi Var Y (2.26) Ch s đ nh y Sobol’ b c hai đ Vij Sij Var Y Ch s đ nh y Sobol’ t ng th đ c xác đ nh (2.27) c xác đ nh STi Si Sij Sikl Si n (2.28) Các ch s đ c xác đ nh b ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo đ c th c hi n theo s đ kh i nh Hình 2.3 B tđ u Xác đ nh bi n phân tích {Xi} j T o b m u: Xkj xkj1 , , xkm k 1, N , j 1,2 Mô ph ng Monte Carlo xác đ nh N f0 f x1k1 , , x1km N k 1 Ui N f x1k1, x1ki , x1km f xk21, x1ki , xkm2 N i 1 Ui N f x1k1, x1ki , x1km f x1k1, xki2 , x1km N i 1 Ch s đ nh y b c nh t Si V U f02 Si i i V V Ch s đ nh y t ng th STi U f02 STi i V Hình 2.3 S đ kh i phân tích đ nh y t ng th b ng ph ph ng Monte Carlo ng pháp mô 2.4 ánh giá đ tin c y b ng mô ph ng Monte Carlo Ph ng pháp Monte Carlo m t ph ng pháp dùng s gi ng u nhiên đ mô ph ng tính ch t ng u nhiên c a bi n tr c ti p 11 Tham s đ u vào X = Xi Nf = 0; i = Gieo s gi ng u nhiên: XN xi Mô hình ng u nhiên SFD XN i u ki n ki m tra Nf Nf N f N f 1 Pf i= i+ Nf i Ki m tra h i t K t thúc Hình 3.13 S đ thu t toán phân tích đ tin c y c a thi t k khung ngang b ng mô ph ng Monte Carlo 3.4 Xây d ng ch ng trình phân tích đ nh y Ch ng trình phân tích đ nh y t ng th k t c u khung ngang đ c xây d ng c s thu t toán ch ng trình phân tích đ nh y t ng th thông qua ch s đ nh y Sobol’ (GSAP) mô hình ng u 12 nhiên c a toán thi t k khung ngang đ c th hi n Hình 3.14 B tđ u Nh p bi n ng u nhiên đ u vào {Xi} j T o b m u: Xkj xkj1 , , xkm k 1, N , j 1,2 Mô ph ng xác đ nh N SFD x1k1 , , x1kp N k 1 N U i SFD xim SFD xim2 N k 1 N U i SFD x1k1 , x1ki , x1kp SFD x1k1 ,, xki2 , x1kp N i 1 f0 Ch s đ nh y b c nh t Si Si Vi U i f V V Ch s đ nh y t ng th STi STi U i f02 V Hình 3.14 Thu t toán phân tích đ nh y t ng th khung ngang 3.5 K t lu n ch ng Trong ch ng này, lu n án tr c h t trình bày tóm t t quy trình thi t k k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c theo tiêu chu n Vi t Nam TCVN 5575:2012 Lu n án sau gi i thi u c u trúc c a ch ng trình SFD “tính toán ti t di n” Ch ng trình đ c l p trình n n ngôn ng l p trình Python đ c ki m ch ng k t qu tính toán Tác gi ti p phân tích y u t ng u nhiên có th x y đ n v i công trình t hình thành d án đ n khai thác s d ng Rút k t lu n v s c n thi t ph i đánh giá đ tin c y c a công trình, tác gi sau xây d ng mô hình ng u nhiên c a toán thi t k t t đ nh khung ngang Thu t toán đánh giá đ tin c y đ nh y toán thi t k đ c tác gi xây d ng c s k t h p mô hình ng u nhiên 13 c a toán thi t k v i ph ng pháp phân tích đ tin c y đ nh y nghiên c u [123] Minh h a cho phân tích đ nh tính v s nh h ng c a y u t ng u nhiên đ n s an toàn c a công trình, lu n án phân tích đ tin c y c a k t c u khung ngang có y u t ng u nhiên x y t ng giai đo n: thi t k , ch t o l p d ng, khai thác s d ng K t qu thu đ c cho th y s nh h ng c a y u t ng u nhiên không th b qua Tuy nhiên m c đ nh h ng c a nhóm tham s l i không gi ng i u cho phép tác gi đ n quy t đ nh phân tích nh h ng t ng th c a tham s đánh giá đ tin c y c a thi t k k t c u khung ngang m t cách đ y đ , chi ti t ch ng 14 Ch ng NH Y VÀ TIN C Y C A THI T K KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHI P, BÀI TOÁN KINH T K THU T Trong ch ng này, tác gi s s d ng ch ng trình xây d ng ch ng đ ti n hành phân tích đ nh y, đ tin c y c a thi t k k t c u khung ngang phân tích toán kinh t k thu t g n v i đ tin c y 4.1 Phân tích đ nh y c a tham s thi t k khung ngang nh y t ng th c a tham s đ u vào lên t ng tham s đ u bc ,odc ,nbc ,ncc ,bd ,odd ,c ,nbd ,ncd c a khung ngang nhà công nghi p s l n l tđ c phân tích B ng 4.1 B ng giá tr đ u vào c a bi n ng u nhiên n Xi Quy lu t Giá tr t t đ nh q0m Phân b đ u 0,31 [0,279;0,341] kN/m2 Phân b đ u 0,30 [0,270; 0,330] kN/m2 p0m Q Phân b đ u 10,00 [9,00; 11,000] T n w0 Phân b đ u 0,95 [0,855; 1,045] kN/m2 bf Phân b đ u 0,25 [0,225; 0,275] m tf Phân b đ u 0,015 [0,0135; 0,0165] m tw Phân b đ u 0,008 [0,0072; 0,0088] m hwc Phân b đ u 0,38 [0,342; 0,418] m hwd Phân b đ u 0,38 [0,342; 0,418] m 10 Phân b đ u 2,1E8 [1,89E8; 2,31E8] kN/m2 11 E f Phân b đ u 2,1E5 [1,89E5; 2,31E5] kN/m2 12 L Phân b đ u 24,00 [21,600; 26,400] m 13 b Phân b đ u 6,30 [5,670; 6,930] m 14 Phân b đ u 5,71 [5,139; 6,281] 10,00 [9,000; 11,000] m 16 H CB Phân b đ u Phân b đ u 0,5 [0,450; 0,550] đ 17 CB Phân b đ u 0,08 [0,072; 0,088] m 15 Kho ng bi n thiên v 15 Các bi n ng u nhiên đ u vào đ c gi thi t bi n ng u nhiên có phân ph i đ u đ c l p xác su t, chi ti t B ng 4.1 làm n i b t nh h ng c a bi n, lu n án gi thi t kho ng bi n thiên c a t ng bi n xác đ nh kho ng 10% quanh giá tr t t đ nh 4.1.1 S h i t c a mô ph ng Monte Carlo Hình 4.1 th hi n k t qu h i t thu đ c c a toán kh o sát v i hàm m c tiêu đ u đ b n c a c t chuy n v c a c t v i kích th c m u l n l t là: 104; 104; 104; 104; 4,5 104; 104 Hình 4.1 S h i t c a mô ph ng Monte Carlo Hình 4.1 cho th y k t qu c a mô ph ng Monte Carlo có th xem h i t v i 50.000 l n gieo Th i gian tính toán trung bình cho m t phân tích kho ng 11h v i máy tính có c u hình CORE I7 2,6 GHz, RAM 4.1.2 nh y c a tham s đ u vào lên tham s đ u K t qu phân tích đ nh y b c nh t đ nh y t ng th c a tham s thi t k đ i v i tham s đ u đ c th hi n hình d i K t qu phân tích thu đ c cho th y s phù h p v i phân tích đ nh tính Các tham s có đ nh y t ng th bé đ i v i t t c bi n đ u bao g m q0m , p0m , CB Các tham s s 16 đ c gi thi t tham s t t đ nh phân tích đ tin c y Hình 4.2 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng th c a C Hình 4.3 T l ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng th bc Hình 4.4 T l ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng th odc 17 Hình 4.5 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng th đ i v i nbc Hình 4.6 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng c ng c a ncc Hình 4.7 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng c ng bd 18 Hình 4.8 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng c ng odd Hình 4.9 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng c ng nbd Hình 4.10 Ch s đ nh y Sobol’ b c nh t t ng c ng ncd 19 4.2 Phân tích đ tin c y c a khung ngang nhà công nghi p 4.2.1 S h i t c a mô ph ng Monte Carlo Trong phân tích đ tin c y, tham s ng u nhiên đ c gi thi t bi n ng u nhiên đ u v i kho ng bi n thiên đ c xác đ nh kho ng dung sai cho phép theo tiêu chu n TCVN 170:2007 TCVN 9362:2012 S h i t c a mô ph ng Monte Carlo đ c th hi n Hình 4.10 Hình 4.10 S h i t c a xác su t không an toàn c a khung ngang d nh h ng c a tham s ng u nhiên i 4.2.1 Hi u qu c a vi c lo i tham s ng u nhiên có đ nh y bé Hình 4.11 So sánh s h i t c a xác su t không an toàn c a khung ngang gi m tham s ng u nhiên Hình 4.11 l n l t th hi n s h i t c a mô ph ng Monte Carlo hai tr ng h p: Tr ng h p Xét đ y đ bi n ng u nhiên đ u vào; Tr ng h p Các bi n ng u nhiên có đ nh y bé q0m , p0m , CB s đ c gi thi t tham s t t đ nh s h i t c a sai s (theo t l %) c a hai tr ng h p trình mô ph ng Ta có th nh n th y r ng sai s c a giá tr đ tin c y hai tr ng h p ch m c nh h n 0,5% Tuy nhiên n u lo i b b t tham s mô 20 ph ng Monte Carlo h i t t i kho ng 42.000 l n gieo so v i kho ng 55.000 l n gieo n u gi nguyên Th i gian tính toán c ng gi m t ng ng 22% K t qu ch ng minh tính đ n vi c phân tích đ nh y c a tham s lo i b tính ch t ng u nhiên c a m t s tham s có đ nh y bé 4.3 Phân tích kinh t - k thu t Phân tích kinh t k thu t lu n án nh m m c đích tìm m t ph ng án thi t k đ m b o đ tin c y đ ng th i gi m thi u tr ng l ng k t c u đ gi m chi phí S đ kh i c a toán phân tích kinh t k thu t đ c th hi n Hình 4.11 B tđ u Xác đ nh nhi m v thi t k Ph ng án 01 Ph ng án 02 Ph ng án n P s1 Cs1 P s2 Cs2 P sn Csn Quy t đ nh l a ch n thi t k Hình 4.11 S đ thu t toán thi t k đ m b o kinh t - k thu t T m c tiêu c a toán phân tích kinh t k thu t lu n án ti n hành kh o sát m i quan h gi a đ tin c y tr ng l ng k t c u Thông s c b n đ c nêu nhi m v thi t k s c nâng c u tr c Q nh p nhà L Trong trình phân tích đ tin c y b ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo tiêu chu n h i t mô ph ng Monte Carlo 2,5% Chúng ta có th nh n th y m c dù thi t k đ c ki m tra đ y đ theo u ki n an toàn c a tiêu chu n thi t k nh ng đ tin c y c a ph ng án v n khác T nhi m v thi t k v i s c tr c Q 6,3 20,0 T nh p nhà L 21,0 m lu n án thi t l p b ng l a ch n m i quan h gi a đ tin c y tr ng l ng B ng 4.15 21 B ng 4.15 M i quan h gi a TC giá thành Q 6,3 20,0 T, L 21,0 m L 21,0 m Q T T T Xác T tf bf hwc hwd tw 0,014 0,240 0,380 0,380 0,014 0,260 0,380 0,012 0,280 0,016 TD 6,3 10,0 T bc odc 0,006 7,97E4 1,73E5 15,81 0,380 0,006 7,92E4 1,65E5 0,400 0,400 0,006 8,22E4 0,240 0,380 0,380 0,006 0,014 0,240 0,380 0,400 0,014 0,240 0,400 0,014 0,260 0,014 toàn PS Chi phí Ct (ic ) bc odc 63,30 0,0312 1,46E5 5,00E4 15,81 79,01 0,8052 2,198 15,81 63,14 0,0290 1,35E5 4,65E4 15,81 78,75 0,9828 2,334 1,70E5 15,81 62,28 0,0284 1,37E5 4,81E4 15,81 77,35 0,9941 2,227 7,96E4 1,60E5 15,81 62,93 0,0274 1,28E5 4,43E4 15,81 78,40 1,0000 2,432 0,006 7,63E4 1,72E5 15,81 62,98 0,0306 1,37E5 4,95E4 15,81 76,92 0,8737 2,217 0,400 0,006 8,30E4 1,70E5 15,81 62,17 0,0312 1,46E5 4,82E4 15,81 71,18 0,8593 2,227 0,400 0,400 0,006 8,25E4 1,62E5 15,81 62,02 0,0291 1,35E5 4,49E4 15,81 76,93 0,9918 2,364 0,280 0,380 0,380 0,006 7,89E4 1,57E5 15,81 63,01 0,0301 1,34E5 4,35E4 15,81 78,53 0,9543 2,471 0,015 0,240 0,380 0,400 0,006 7,63E4 1,65E5 15,81 62,70 0,0317 1,37E5 4,66E4 15,81 76,63 0,8029 2,335 0,014 0,240 0,400 0,420 0,006 7,96E4 1,69E5 15,81 61,80 0,0306 1,38E5 4,76E4 15,81 75,27 0,9261 2,247 nbc ncc nbc ncc 22 12,5 16,0 20,0 0,014 0,260 0,420 0,420 0,006 8,55E4 1,69E5 15,81 60,99 0,0305 1,31E5 4,32E4 15,81 75,27 0,9554 2,393 0,014 0,260 0,420 0,440 0,006 8,21E4 1,69E5 15,81 60,66 0,0298 7,89E4 4,24E4 15,81 73,54 0,9844 2,413 0,016 0,240 0,420 0,420 0,006 8,59E4 1,65E5 15,81 60,80 0,0288 1,24E5 4,11E4 15,81 74,96 1,0000 2,491 0,016 0,240 0,400 0,420 0,006 7,93E4 1,66E5 15,81 61,45 0,0310 1,25E5 4,22E4 15,81 74,74 0,9066 2,481 0,014 0,240 0,400 0,400 0,008 8,96E4 1,71E5 15,81 62,15 0,0324 1,43E5 4,44E4 15,81 87,52 0,9261 2,422 0,016 0,240 0,420 0,420 0,008 8,79E4 1,65E5 15,81 61,36 0,0315 1,23E5 3,92E4 15,81 75,87 0,8219 2,696 0,016 0,260 0,420 0,420 0,008 8,51E4 1,57E5 15,81 61,20 0,0294 1,14E5 3,65E4 15,81 75,60 0,9907 2,852 0,014 0,260 0,440 0,420 0,008 9,30E4 1,67E5 15,81 60,98 0,0310 1,28E5 4,01E4 15,81 76,51 0,8934 2,611 0,014 0,260 0,440 0,440 0,008 8,89E4 1,67E5 15,81 60,63 0,0303 7,50E4 7,23E4 15,81 74,65 0,9546 2,637 0,014 0,240 0,460 0,440 0,008 9,58E4 1,79E5 15,81 60,27 0,0302 1,30E5 4,30E4 15,81 75,27 0,9511 2,513 0,016 0,260 0,460 0,420 0,008 1,00E5 1,61E5 15,81 60,05 0,0296 5,17E4 6,80E4 15,81 76,11 0,9817 2,877 0,016 0,260 0,440 0,440 0,008 9,35E4 1,62E5 15,81 60,26 0,0310 4,85E4 6,73E4 15,81 74,09 0,8836 2,891 0,016 0,260 0,460 0,400 0,008 1,05E5 1,61E5 15,81 60,42 0,0304 1,21E5 6,93E4 15,81 78,06 0,9415 2,850 0,018 0,240 0,440 0,400 0,008 1,00E5 1,60E5 15,81 60,80 0,0321 1,18E5 3,50E4 15,81 74,48 0,8587 2,916 0,016 0,260 0,460 0,440 0,008 9,66E4 1,54E5 15,81 59,47 0,0289 4,96E4 6,65E4 15,81 73,35 0,9961 2,903 23 4.4 K t lu n ch ng Trong Ch ng c a lu n án, ph n đ u tác gi trình bày đ nh y t ng th c a tham s thi t k đ u vào lên tham s đ u c a mô hình ng u nhiên c a toán k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng bao g m: Các tham s giai đo n thi t k , tham s giai đo n ch t o l p d ng tham s giai đo n khai thác s d ng lên t ng tham s đ u bc , odc , nbc , ncc , bd , odd , c , nbd , ncd T k t qu phân tích đ nh tính lu n án đánh giá đ c m c đ đóng góp t ng th c a t ng tham s đ u vào lên tham s đ u lo i b tính ch t ng u nhiên c a m t s tham s có đ nh y t ng th bé lên tham s đ u Ti p tác gi lu n án ti n hành phân tích đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c v i y u t ng u nhiên đ c xác đ nh t hình thành d án đ n đ a công trình vào khai thác s d ng Giá tr bi n thiên c a bi n ng u nhiên đ c xác đ nh t dung sai cho phép theo tiêu chu n TCVN 5593:1991 TCVN 9362:2012 Lu n án rút k t lu n r ng m c dù khâu thi t k , ch t o khai thác s d ng đ u tuân theo tiêu chu n cho phép nh ng n u xét đ n y u t ng u nhiên c a tham s v n d n đ n t l r i ro cho k t c u Vì v y vi c đánh giá đ tin c y c a k t c u t khâu thi t k c g ng k đ n y u t ng u nhiên có th x y t hình thành d án đ n đ a công trình vào khai thác s d ng r t quan tr ng Ph n cu i c a ch ng 4, lu n án thi t l p m i quan h gi a đ tin c y tr ng l ng k t c u t ng ng v i t ng nhi m v thi t k Lu n án rút k t lu n r ng m c dù k t c u có tr ng l ng l n h n nh ng đ tin c y l i có th th p h n i u có th gi i thích trình thi t k , ng i k s thi t k u ch nh tham s không h p lý Do vi c phân tích đ nh y đ tin c y toán thi t k vi c làm r t có ý ngh a vi c l a ch n thi t k h p lý K T LU N CHUNG Nh ng đóng góp m i c a lu n án Lu n án nghiên c u thu t toán xây d ng ch ng trình phân tích đ nh y t ng th (Global Sensitivity) s d ng ch s đ nh y Sobol’ b ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo Ch ng trình tính đ c l p trình b ng ngôn ng Python đ c ki m ch ng đ tin c y b ng cách so sánh v i k t qu công b t p chí uy tín 24 Lu n án nghiên c u thu t toán xây d ng ch ng trình phân tích đ tin c y b ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo Ch ng trình tính đ c l p trình b ng ngôn ng Python ng d ng phân tích đ tinh c y c a k t c u khung ph ng theo u ki n n đ nh đ minh h a cho ph ng pháp Lu n án xây d ng quy trình đánh giá đ nh y đ tin c y c a k t c u công trình, s d ng ch ng trình phân tích đ nh y đ tin c y xây d ng Quy trình sau đ c áp d ng đ phân tích đ nh y đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c đ minh h a cho ph ng pháp C th nh sau: - Xây d ng ch ng trình thi t k khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c SFD (Steel Frame Design) theo tiêu chu n Vi t Nam TCVN 5575:2012 T ch ng trình SFD lu n án ti n hành xây d ng mô hình ng u nhiên c a toán khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c theo tiêu chu n Vi t Nam - ánh giá đ nh y c a tham s ng u nhiên đ u vào đ n tham s đ u c a toán thi t k Lu n án sau phân tích đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng có c u tr c k đ n y u t ng u nhiên có th x y t ng giai đo n: thi t k , ch t o l p d ng khai thác s d ng Lu n án rút k t lu n r ng vi c xét y u t ng u nhiên có th x y t ng giai đo n m t cách riêng l ch a ph n ánh đ c nh h ng t ng tác gi a bi n c n ph i có m t phân tích chi ti t đ y đ h n - Phân tích đ nh y t ng th c a tham s thi t k đ u vào khung ngang nhà công nghi p m t t ng m t thi t k t t đ nh c th Lu n án ch nh h ng riêng l t n t i nh h ng t ng tác gi a tham s T vi c phân tích đ nh y lu n án nh n xét lo i b tính ch t ng u nhiên c a m t s tham s có đ nh y t ng th bé đ n tham s đ u - Phân tích đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng thi t k theo tiêu chu n Vi t Nam TCVN 5575:2012 “k t c u thép – tiêu chu n thi t k ” s bi n thiên c a tham s ng u nhiên đ c l y theo dung sai cho phép TCVN 170:2007 TCVN 9362:2012 Lu n án rút k t lu n r ng m c dù trình thi t k , ch t o khai thác s d ng đ u tuân theo quy đ nh c a tiêu chu n nh ng nh h ng đ ng th i c a y u t ng u nhiên mà k t c u v n có t l r i ro nh t đ nh Vì v y vi c đánh giá đ tin c y c a k t c u t khâu thi t k k đ n y u t ng u nhiên có th x y t hình thành d án đ n đ a công trình vào khai thác s 25 d ng r t quan tr ng - Ti n hành phân tích kinh t - k thu t nh m l a ch n thi t k h p lý gi a tr ng l ng k t c u đ tin c y Lu n án rút k t lu n r ng m t thi t k có tr ng l ng k t c u l n ch a ch c có đ tin c y l n h n Vi c u ch nh thi t k m t cách h p lý có th gi m tr ng l ng c a k t c u mà v n đ t đ tin c y cao Ngoài vi c u ch nh thi t k c ng nên có đ nh h ng d a k t qu tính toán thi t k k t c u k t qu phân tích đ nh y c a tham s Vì v y vi c phân tích đ nh y đ tin c y toán thi t k r t quan tr ng mang ý ngh a thuy t ph c b o v ph ng án thi t k Nh ng v n đ m có th ti p t c nghiên c u Ph ng pháp phân tích đ nh y t ng th (Global Sensitivity) b ng nh ng ph ng pháp tính toán khác Phân tích đ nh y t ng th , phân tích đ tin c y bi n ng u nhiên bi n có quy lu t phân b khác nhau, không đ c l p xác su t Phân tích đ nh y t ng th , phân tích đ tin c y c a k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng nút khung đàn h i, ti t di n thay đ i theo tiêu chu n thi t k hi n hành n c th gi i ... trình khoa h c công b Bao g m 09 công trình công b : 05 công trình đ ng t p chí chuyên ngành, 04 công trình đ ng h i ngh khoa h c toàn qu c 1 Ch ng T NG QUAN V V N 1.1 Các ph ng pháp đ tin c y Xác... y đ tin c y Ch ng Xây d ng mô hình ng u nhiên toán thi t k khung ngang nhà công nghi p Ch ng nh y tin c y c a toán thi t k khung ngang nhà công nghi p – Bài toán kinh t k thu t Các công trình. .. gi trình bày đ nh y t ng th c a tham s thi t k đ u vào lên tham s đ u c a mô hình ng u nhiên c a toán k t c u khung ngang nhà công nghi p m t t ng bao g m: Các tham s giai đo n thi t k , tham