I. Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu
Trong quá trình khai thác sử dụng, dưới tác động của tải trọng và môi trường, kết cấu bê tông cốt thép không thể tránh khỏi sự xuống cấp và hư hỏng. Câu hỏi đặt ra là: Sự xuống cấp và hư hỏng trong quá trình sử dụng ảnh hưởng như thế nào đến an toàn và tuổi thọ kết cấu của công trình? Đánh giá mức độ nguy hiểm của hư hỏng như thế nào, thời gian sử dụng của công trình còn lại là bao nhiêu? Nhằm trả lời các câu hỏi này, việc đánh giá mức độ an toàn và tuổi thọ còn lại của công trình xây dựng là vấn đề đang được quan tâm nghiên cứu ở cả trong và ngoài nước. Các tác động lên kết cấu xây dựng là các quá trình ngẫu nhiên. Sự không đồng đều về chất lượng của tính chất vật liệu trong các cấu kiện và bộ phận kết cấu, cũng như các tính chất của chúng có thể thay đổi một cách ngẫu nhiên dưới tác động của tải trọng, tác động và môi trường. Kinh nghiệm trong thực tế xây dựng và khai thác sử dụng công trình cho thấy, ngay cả các công trình giống nhau được xây dựng và sử dụng trong điều kiện như nhau nhưng hư hỏng và sự cố đối với các cấu kiện, bộ phận kết cấu hoặc cả công trình lại xảy ra ở những thời điểm khác nhau. Một trong những nguyên nhân gây ra sự cố công trình xây dựng là mất khả năng chịu lực của cấu kiện, bộ phận kết cấu hay hệ thống kết cấu trong quá trình sử dụng. Sự suy giảm khả năng chịu lực của công trình chủ yếu là do tích lũy hư hỏng.
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là nhà khung bê tông cốt thép. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các dạng hư hỏng phổ biến dưới tác động của tải trọng và tác động thông thường: nứt, võng, suy giảm cường độ vật liệu bê tông, cốt thép, mức độ ăn mòn cốt thép, khuyết tật hư hỏng về thay đổi kích thước tiết diện. Mục đích nghiên cứu là đề xuất phương pháp tính toán tuổi thọ còn lại của kết cấu nhà khung bê tông cốt thép khi xét đến khuyết tật, hư hỏng theo tiêu chuẩn Việt Nam. Luận án cũng hướng đến lựa chọn phương pháp đánh giá độ tin cậy của các cấu kiện bê tông cốt thép trên cơ sở số liệu khảo sát, thí nghiệm trong phòng và hiện trường. Ngoài ra, việc xây dựng quy trình tính toán xác định tuổi thọ còn lại của nhà khung bê tông cốt thép khi xét tới khuyết tật, hư hỏng cũng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của nghiên cứu.
III. Phương pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu và đạt được mục tiêu đặt ra. Trong đó, nghiên cứu, áp dụng lý thuyết xác suất thống kê, lý thuyết độ tin cậy để đánh giá độ tin cậy của cấu kiện, kết cấu nhà khung bê tông cốt thép khi xét tới ảnh hưởng của khuyết tật hư hỏng theo TCVN. Nghiên cứu áp dụng và bổ sung một số thuật toán để xử lý số liệu và xác định các tham số đầu vào để xác định mức độ hư hỏng (độ tin cậy tương đối). Nghiên cứu tính toán độ tin cậy của cấu kiện, kết cấu nhà khung bê tông cốt thép khi xét đến khuyết tật, hư hỏng. Phương pháp xác định mức độ hư hỏng của cấu kiện, kết cấu dựa theo dấu hiệu hư hỏng bên ngoài cũng được nghiên cứu và đề xuất.
IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao trong việc áp dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá độ tin cậy của kết cấu bê tông cốt thép. Việc xác định tuổi thọ còn lại của công trình không chỉ giúp nâng cao hiệu quả quản lý và bảo trì công trình mà còn góp phần vào việc đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Các phương pháp và quy trình được đề xuất trong luận án có thể được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn xây dựng, giúp các kỹ sư và nhà quản lý có cơ sở khoa học để đưa ra các quyết định hợp lý trong việc bảo trì và nâng cấp công trình. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao tuổi thọ của công trình, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
