Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy - Chương pot

HWRU/CE Project - TU Delft
8


CHƯƠNG 2 - PHÂN TÍCH RỦI RO

2.1 Giới thiệu chung
Trước khi ñề cập ñến phân tích rủi ro, cần xem xét khái niệm rủi ro. Trong các cuộc thảo luận,
khái niệm rủi ro rất mơ hồ. Theo từ ñiển Oxford, rủi ro là “khả năng xảy ra kết quả xấu, gây
thiệt hại ”
ðịnh nghĩa trên có ñề cập ñến xác suất (khả năng xảy ra) và hậu quả. ðịnh lượng và so sánh
các rủi ro chỉ dựa vào xác suất là không thực tế, vì rủi ro trong trường hợp mất 100 nghìn
ñồng với khả năng 50% không giống với rủi ro mất 1 triệu ñồng với khả năng 50%.
Các nhà phân tích rủi ro không thống nhất về khái niệm rủi ro. Thông thường, có 4 ñịnh nghĩa
về rủi ro ñược ñưa ra phân tích:
- Rủi ro là xác suất xảy ra một sự cố ngoài ý muốn trong một quy trình/quá trình hay của
một ñối tượng.
- Rủi ro là hậu quả của một sự cố ngoài ý muốn.
- Rủi ro là tích số của xác suất xảy ra sự cố và hậu quả do sự cố.
- Rủi ro là hàm của xác suất xảy ra thiệt hại và hậu quả thiệt hại.
Nhìn chung, hai ñịnh nghĩa ñầu không phù hợp lắm. Rủi ro do các xác suất nhỏ nhưng gây ra
hậu quả rất lớn hoặc xác suất lớn nhưng có hậu quả nhỏ, vì vậy ñịnh nghĩa thứ nhất không
giải thích thỏa ñáng, tương tự ñịnh nghĩa thứ hai cũng vậy.
ðịnh nghĩa thứ ba ñưa ra sự so sánh tốt hơn về rủi ro. Thực tế ta có thể xác ñịnh giá trị hậu
quả chấp nhận ñược của một quá trình. Trong nhiều trường hợp giá trị này tương ứng với thiệt
hại xảy ra trong thời gian dài. Với ñịnh nghĩa này, xác suất xảy ra sự cố ngoài ý muốn và hậu
quả của nó ñóng vai trò quan trọng như nhau.
Do xác suất xảy ra sự cố là ñại lượng không thứ nguyên, nên theo ñịnh nghĩa này xác suất xảy
ra sự cố cũng ngang bằng với hậu quả của nó. ðịnh nghĩa tuy ñơn giản nhưng hậu quả của
một sự cố ngoài ý muốn xảy ra thường có thứ nguyên và khác nhau về tính chất (thiệt hại về

vật chất, thương vong, gây hoang mang ) nên rủi ro không thể diễn tả chỉ trong một con số.
ðịnh nghĩa rủi ro cuối cùng là tổng quát nhất trong bốn ñịnh nghĩa nêu trên. Ba ñịnh nghĩa
ñầu là những trường hợp ñặc biệt của ñịnh nghĩa thứ tư. Qua ñó, ta có thể xác ñịnh trọng số
ñối với hậu quả của sự cố ngoài ý muốn tuỳ theo tính chất nghiêm trọng của nó. ðiều này ñặc
biệt quan trọng ñối với trường hợp xác suất xảy ra sự cố nhỏ nhưng hậu quả lớn, khi không
xác ñịnh ñược thiệt hại lâu dài. Việc ñánh giá rủi ro phải tính ñến các rủi ro không mong
muốn.
Hậu quả của một sự cố ngoài ý muốn có thể là tất ñịnh hoặc bất ñịnh. Nếu hậu quả mang tính
bất ñịnh thì có thể ñịnh nghĩa rủi ro bằng hàm mật ñộ xác suất ñể xác ñịnh các ñại lượng quan
tâm.
ðịnh nghĩa tổng quát nhất về rủi ro là: tích số của xác suất xảy ra thiệt hại với luỹ thừa bậc n
của hậu quả thiệt hại: Rủi ro = xác suất thiệt hại * (hậu quả thiệt hại)
n
. Luỹ thừa mũ n phụ
thuộc vào tình trạng của hệ thống, thông thường với n = 1 là trường hợp phân tích rủi ro tự
nhiên, trường hợp này ta có thể tính ñược các giá trị dự kiến, trong khi n > 1 phản ánh trường
hợp rủi ro không mong muốn.

HWRU/CE Project - TU Delft
9


điều chỉnh
Xác đinh xác suất
xảy ra sự cố
Tiêu chuẩn,
tiêu chí
Cấp độ rủi ro
chấp nhận
đánh giá

Tần suất và
mức độ thiệt hại
Ra quyết định
Rủi ro
Kết hợp XS
và thiệt hại
Tiêu chuẩn
tham chiếu
đối tợng phân tích rủi ro
Mô tả hệ thống
Liệt kê các sự cố và
thảm họa
có thể xảy ra
định lợng hậu quả

Hỡnh 2.1 S ủ quỏ trỡnh phõn tớch ri ro.
Hỡnh 1 mụ t cỏc thnh phn trong phõn tớch ri ro ca mt h thng theo phng phỏp ngu
nhiờn. u tiờn l mụ t cỏc thnh phn trong h thng cụng trỡnh phũng chng l nh cỏc
ủon ủờ, cng v cỏc cụng trỡnh thnh phn khỏc. Tip theo l danh mc lit kờ cỏc kiu nguy
c v s c h hng cú th xy ra. õy l mt bc quan trng trong phõn tớch ri ro bi nu
thiu mt kiu s c (mt c ch phỏ hoi) cng cú th gõy nh hng nghiờm trng ủn ủ
an ton trong thit k. Bc k tip l ủnh lng hu qu cho tt c s c cú kh nng xy ra.
Vớ d 2.1
Mt b cha ngm ủc dựng ủ cha cht thi ủc hi. S c mụi trng ca h thng b
cha ny l xy ra rũ r, chy trn cht thi ủc vo mụi trng ủt. Da vo s lan rng ca
lng cht thi ta cú th xỏc ủnh ủc thit hi mụi trng. Trong trng hp ny, mt s
vn ủ cn xem xột ủú l cỏc thit hi quan trng lm nh hng ủn cu trỳc ủt, mc nc
ngm v dũng chy, s thm thu ủt. Lng cht thi ủc rũ r (X) l hu qu ca s c
ngoi ý mun Rũ r b cha v thit hi v mụi trng l mt hm s g(X).
Xem lng cht thi ủc b rũ r l s c ngoi ý mun, cú giỏ tr trung bỡnh à v ủ lch

chun . Xỏc sut ca s c ngoi ý mun l P
f
. Mt ủ xỏc sut thit hi mụi trng ủc
mụ t nh sau:

g( )
f
X 0
(g(X )) =
X
f
P X 0
=


à








X

Nu ri ro ủc biu din thụng qua giỏ tr k vng E(P
f
g(X)), ta cú:
f

-
risk = P g( ) d
X
X X


à







Vic gii toỏn hm tớch phõn trờn cú th tham kho ti mc 2.4

HWRU/CE Project - TU Delft
10


Phân tích rủi ro ñược dùng cho nhiều mục ñích chẳng hạn kiểm tra ñộ an toàn của một quy
trình hay ñối tượng có phù hợp với tiêu chuẩn hay ñạt tối ưu về kinh tế hay không. Mục ñích
chung của phân tích rủi ro là cung cấp cơ sở ñể ñưa ra quyết ñịnh cuối cùng dựa trên cơ sở kết
quả phân tích rủi ro.
Các ví dụ cho mục ñích này ñược áp dụng trong thiết kế công trình, tối ưu hoá thiết kế hệ
thống phòng chống lũ và các hệ thống tương tự, tối ưu hoá về quy hoạch, duy tu bảo dưỡng
Căn cứ vào các mục tiêu mà kết quả phân tích cần ñạt ñến chuẩn ñã thiết lập. Liên quan ñến
các vấn ñề về an toàn thì chính sách an toàn quốc gia là quan trọng nhất. Chính sách này là
các tiêu chuẩn trong nghị ñịnh do chính phủ ban hành. Trong trường hợp cần thiết, quy trình
và thông số kỹ thuật của ñối tượng phải ñiều chỉnh ñể tuân theo các chuẩn ñó.

Với mục ñích tối ưu hoá kinh tế thì rủi ro gắn với giá thành của ñối tượng cũng ñóng vai trò
quan trọng. Có thể xem xét rủi ro theo hướng tài chính. Chẳng hạn người ta tập trung phân
tích ñể làm giảm tối thiểu rủi ro và tổng giá thành khi triển khai và bảo dưỡng ñối tượng.
Trong những trường hợp như vậy, không thể xác ñịnh trước giá trị giới hạn rủi ro.
Ví dụ 2.2
Khái niệm rủi ro liên quan ñến hệ thống công trình ñầu mối hồ chứa và vùng hạ lưu.
Chức năng chính của một ñập dâng là trữ nước. Nếu ñập bị vỡ, nước chảy tràn bất ngờ gây ra
lũ lụt dẫn ñến hậu quả nặng nề về tài sản và sinh mạng vùng hạ du. Vì vậy, cần tránh vỡ ñập
vì nó là nguyên nhân gây ra thiệt hại to lớn về kinh tế, xã hội và con người.
ðập tràn là giải pháp hữu hiệu ñể giải quyết vấn ñề ñiều tiết lũ. Tuy nhiên, việc ñảm bảo an
toàn cho ñập dâng là một vấn ñề luôn ñược quan tâm trong thiết kế. Nếu lượng nước chảy vào
hồ chứa quá lớn tạo ra mực nước lớn hơn mực cho phép thì tràn xả lũ bắt ñầu hoạt ñộng. Kết
quả là mực nước và lưu tốc dòng chảy hạ lưu tăng lên gây xói lở nền sông, bờ sông ngay hạ
lưu công trình. Nếu so với hậu quả do vỡ ñập thì thiệt hại kiểu này không lớn và có thể sửa
chữa với chi phí thấp hơn.
Do mức ñộ lũ lụt khác nhau nên các cấp ñộ rủi ro chấp nhận do vỡ ñập cũng như những thiệt
hại của công trình do mực nước, dòng chảy dâng cao cũng hoàn toàn khác nhau. Vỡ ñập chỉ
ñược chấp nhận với xác suất rất nhỏ (nhỏ hơn một lần mỗi năm), trong khi thiệt hại do phá
hoại nền/bờ sông lại ñược chấp nhận với tần suất cao hơn nhiều. Ví dụ hư hỏng không nghiêm
trọng của chân kè hàng năm có thể ñược sửa chữa hoàn chỉnh và kịp thời (ñòi hỏi phải chuẩn
bị kế hoạch bảo dưỡng hoàn chỉnh). Trong trường hợp này, mức ñộ thiệt hại chấp nhận ñược
xác ñịnh bằng giá thành tối ưu giữa vốn ñầu tư xây dựng ban ñầu và chi phí bảo dưỡng, khắc
phục hậu quả.


2.2 Cấp ñộ rủi ro chấp nhận ñược trong công tác phòng chống lũ
Một trong những vấn ñề quan trọng trong thiết kế ñập dâng là xác ñịnh tần suất xảy ra sự cố
của công trình. Quyết ñịnh cần phải ñược ñưa ra trong giai ñoạn thiết kế là với khoảng tần
suất xảy ra lũ lụt là bao nhiêu thì có thể chấp nhận ñược cho một vùng cụ thể. ðây không phải
là vấn ñề thuộc lĩnh vực kỹ thuật thiết kế công trình ñơn thuần, mà nó còn bao hàm cả phạm

trù kinh tế và chính trị. Ta có thể thấy ñược mối liên hệ giữa chi phí xây dựng hồ chứa và giá
trị hàng hoá, của cải vùng hạ lưu (các ñập nước lớn hơn có chi phí xây dựng cao hơn, nhưng
khi ñập nước ñược xây dựng thì cơ sở hạ tầng vùng hạ lưu ñược ñảm bảo hơn). Tuy nhiên,
không thể giải quyết vấn ñề ñơn thuần dựa vào phân tích kinh tế mà không tính ñến các giá trị
về xã hội, tự nhiên, văn hoá, lịch sử nghệ thuật Các giá trị kinh tế về môi trường quan hệ

HWRU/CE Project - TU Delft
11


giữa con người với nhau hay giá trị của một khu bảo tồn tự nhiên, một ñịa danh lịch sử hay
bảo tàng nghệ thuật là không thể tính ñược. Mức ñộ an toàn của các công trình kinh tế văn
hóa xã hội phụ thuộc vào mức ñộ tin cậy an toàn của công trình và ngoài ra còn phụ thuộc vào
vốn ñầu tư hiệu quả của công trình.

2.3 Các bước phân tích rủi ro
Rủi ro là hàm số xác suất của sự cố và hậu quả của nó. Vì vậy, phân tích rủi ro bao gồm phân
tích xác suất và hậu quả. Hơn nữa, tùy thuộc vào mục tiêu, nhiệm vụ và ñối tượng phân tích ta
có thể xác ñịnh các tiêu chuẩn và tiêu chí mà rủi ro phải ñáp ứng. Hình 2.1 trình bày sơ ñồ
khái quát về các thành phần trong phân tích rủi ro. Trong phân tích rủi ro, các khái niệm sau
cần ñược phân biệt:
1- Một phân tích ñịnh tính bao gồm phân tích các chức năng và các thành phần của hệ thống,
liệt kê các hiểm hoạ, các dạng sự cố, hậu quả và xác ñịnh các mối quan hệ nội tại.
2- Một phân tích ñịnh lượng bao gồm tính toán xác suất xảy ra sự cố, ñịnh lượng hậu quả xảy
ra, tính toán rủi ro và ñánh giá kết quả bằng cách thử nghiệm trên các hệ thống chuẩn.
3- Ra quyết ñịnh và kiểm ñịnh rủi ro.
Phân tích ñịnh lượng không phải luôn luôn có khả năng thực hiện ñược hay có thể ước lượng
ñược. Vì vậy chỉ có thực hiện phân tích ñịnh tính mới có thể ñánh giá rủi ro một cách tổng thể
và qua ñó nâng cấp, cải tiến ñược quy trình, hệ thống hoặc ñối tượng nghiên cứu.
Các bước trong phân tích rủi ro thường dùng các thành phần ñưa ra trong hình 2.2. Mũi tên

chỉ theo thứ tự thực hiện. Thủ tục này ñưa ra nhằm hỗ trợ thực hiện một phân tích rủi ro ñại
biểu và không mang tính chất bắt buộc.
Có khi các thành phần ñược thêm vào các bước phân tích bởi vì chúng liên quan ñến việc ñưa
ra quyết ñịnh. Nếu không có ảnh hưởng lớn, chúng bị bỏ qua do không (chưa) hợp lý về mặt
kỹ thuật hay do giá thành quá lớn. Tuy nhiên chỉ ñưa thêm vào khi chúng có những ảnh
hưởng thích hợp .

2.4 Kế hoạch từng bước của phân tích rủi ro
2.4.1 Mô tả quy trình/quá trình hay ñối tượng một cách hệ thống
Phân tích rủi ro sử dụng nền tảng là lý thuyết hệ thống. Tiến trình hay ñối tượng ñược xem xét
qua mô tả thành phần ñầu vào - ñầu ra (xem hình 2.2). Thông thường hệ thống ñược chia
2thành các thành phần và các hệ thống con. Mỗi thành phần như vậy ñược khái quát hoá như
một thành phần ñầu vào - ñầu ra. Thông qua các mối tương quan nội tại, chúng hình thành
nên hệ thống tổng thể.
Sự chia nhỏ các thành phần và hệ thống con dẫn ñến cấp ñộ xác ñịnh xác suất xảy ra sự cố


HWRU/CE Project - TU Delft
12



Hình 2.2 Hệ thống ñầu vào - ñầu ra.
2.4.2 Liệt kê khả năng xảy ra các sự cố ngoài ý muốn, các ảnh hưởng và hậu quả
Giai ñoạn này nhằm liệt kê và ñưa ra tất cả các sự cố ngoài ý muốn có thể xảy ra có thể xảy
ra và hậu quả của chúng.
Một hệ thống hay một bộ phận ñược coi là gặp sự cố nếu nó không còn thực hiện các chức
năng mong muốn. Sự cố xảy ra theo nhiều cách khác nhau. Mỗi cách ñó ñược gọi là cơ chế
dẫn ñến sự cố. Ranh giới giữa vùng sự cố và vùng an toàn ñược gọi gọi là trạng thái giới hạn.
Trong thực tế có 2 dạng biên giới hạn, một dạng gây ra sự cố tạm thời hay sự cố một phần và

một dạng gây ra sự cố lâu dài hay hoàn toàn. Trong các tài liệu tham khảo, các dạng này ñược
hiểu:
Trạng thái giới hạn về khả năng phục vụ (S.L.S); là các trạng thái giới hạn mà chức năng hoạt
ñộng có thể ñược thực hiện, ñược gọi là biên hữu ích. Ví dụ cho trạng thái này là tình trạng
cảng tạm thời không thể làm việc do song quá cao.
Trạng thái giới hạn cuối cùng (U.L.S), là trạng thái giới hạn tối ña. Thông qua sự cố và hư
hỏng thường xuyên của một ñối tượng dẫn ñến sự dừng hoạt ñộng. Ví dụ như ñập chắn sóng
tại cửa vào cảng bị vỡ, hậu quả sẽ là xuất hiện các con sóng trong cảng có chiều cao lớn hơn
chiều cao cho phép, ñiều này dẫn ñến việc ngừng hoạt ñộng của cảng.
ðiều quan trọng nhất với tất cả các cơ chế này là chúng phải ñược ñề cập càng kỹ càng tốt
trước khi tiến hành phân tích ñịnh lượng. Trong thực tế, các hư hỏng xảy ra do không xác
ñịnh ñược kiểu sự cố (không ñề cập ñến) nhiều hơn so với lỗi do phân tích một kiểu sự cố.
Việc tìm ra các mối ñe doạ và các kiểu sự cố là công việc không ñơn giản. Các phương pháp
hỗ trợ là thu thập dữ liệu về vùng bờ, vùng lân cận, nghiên cứu tài liệu, phỏng vấn, kinh
nghiệm kết hợp với so sánh các hệ thống, tổ chức họp ñể lấy ý kiến Các nguyên nhân chính
gây ra sự cố ñối với các hệ thống phổ biến thường ñược biết ñến và có thể tìm thấy trong sách
hướng dẫn và sổ tay kỹ thuật.
2.4.3 Xác suất rủi ro thành phần:
Xác suất rủi ro thành phần bao gồm:
- Xác suất xảy ra sự cố ngoài ý muốn
Formatted: Space Before: 6 pt
Formatted: Bullets and Numbering

HWRU/CE Project - TU Delft
13


- Xác suất sự cố ngoài ý muốn dẫn ñến/ gây nên tác ñộng nào ñó
- Xác suất mà tác ñộng này gây nên hậu quả ñáng kể.
Các thành phần này có thể minh hoạ bằng:

- Xác suất xảy ra sự cố trượt mái ñê
- Xác suất nước tràn vào vùng lân cận khi mực nước dâng cao.
- Xác suất xảy ra thiệt hại và thương vong.
Có thể tính xác suất xảy ra sự cố ngoài ý muốn theo 2 cách khác nhau:
Cách thứ nhất là phương pháp quy nạp (phương pháp dựa trên kinh nghiệm). Theo phương
pháp này người ta xác ñịnh xác suất của một sự cố chắc chắn xảy ra bằng số liệu (cơ sở dữ
liệu). Thuận lợi của phương pháp này là không có kiểu hư hỏng quan trọng nào bị bỏ qua khi
phân tích một quá trình hay một hệ thống. Tuy nhiên, bất lợi của nó là không ñưa ra ñánh giá
chi tiết ñối với các kiểu sự cố. Kết quả là việc ngăn ngừa các sự cố kém hiệu quả. Nếu dùng
phương pháp quy nạp ñể xác ñịnh xác suất xảy ra sự cố thì một ñiều quan trọng là hệ thống và
các ñiều kiện biên không thay ñổi theo thời gian.
Cách thứ hai theo phương pháp nội suy. Phương pháp này xem xét tất cả các kiểu sự cố có thể
xảy ra. Thuận lợi của phương pháp này là nhận xét thấu ñáo các kiểu sự cố từ ñó ñưa ra các
biện pháp ñặc thù nhằm giảm thiểu xác suất xảy ra sự cố ngoài ý muốn.
Việc xác ñịnh xác suất cho các tác ñộng có khả năng xảy ra và xác suất xảy ra hậu quả mà các
tác ñộng ñó mang lại cũng tương tự như cách xác ñịnh xác suất xảy ra sự cố ngoài ý muốn.
Nó có liên quan ñến các xác suất ñiều kiện. Tổng xác suất thành phần của rủi ro là:

1 2 1 1 2
P(E )P(E | E )P(G | E E )
∩

(3.1)
Trong ñó:
- E
1
là sự cố ngoài ý muốn (chẳng hạn như sự cố vỡ ñê)
- E
2
là tác ñộng của nó (chẳng hạn như ngập lụt vùng lân cận)

- G là hậu quả (chẳng hạn như số người chết ñuối)
Hàm xác suất P(E
1
)P(E
2
|E1) chính là xác suất xảy ra sự cố P
f
. Xác suất P(G|E
1
∩E
2
) có thể
ñược xác ñịnh nếu hậu quả là tuân theo luật phân phối tất ñịnh hoặc biến rời rạc ngẫu nhiên
với hàm mật ñộ xác suất cho trước (Xem 2.2).
2.4.4 Xác ñịnh và ñánh giá rủi ro
Sau bước xác ñịnh hậu quả và xác suất tương ứng là bước xác ñịnh và ñánh giá rủi ro. Thông
thường bước thử nghiệm rủi ro dựa trên các tiêu chuẩn cho trước. Nếu dùng phân tích rủi ro
ñể thiết kế tiến trình hay ñối tượng thì các bước ñược lặp lại nhiều lần ñể ñiều chỉnh các chi
tiết kỹ thuật của hệ thống ñể hướng tới một thiết kế tối ưu. Bước tối ưu tài chính tính toán giá
thành của quy trình, hệ thống hay ñối tượng cùng với rủi ro với mỗi bước lặp. Thiết kế tối ưu
nếu giá thành tối thiểu.
2.4.5 Ra quyết ñịnh dựa trên kết quả phân tích rủi ro
Phân tích rủi ro thường hỗ trợ cho việc ñưa ra quyết ñịnh. Về lý thuyết, một phân tích rủi ro
xem là hoàn chỉnh sau khi ñánh giá và ñưa ra quyết ñịnh dựa trên phân tích rủi ro.

HWRU/CE Project - TU Delft
14


Việc ghi chép những biến thể khác nhau, với những rủi ro ñi kèm, chi phí và lợi ích trong một

ma trận hay cây quyết ñịnh ñược coi như công cụ trợ giúp cho việc ra quyết ñịnh. Qua ñó, lựa
chọn tối ưu có thể ñược thực hiện từ một số các khả năng khác nhau.
2.4.6 Rủi ro chấp nhận ñược trong thực tế
a. Rủi ro theo quan ñiểm cá nhân
Cách thứ nhất ñể thiết lập xác suất xảy ra sự cố chấp nhận là coi nó tương ñương với xác suất
thương vong ñược tính bằng bình quân ñầu người. Các phân tích rủi ro dựa trên dữ liệu thống
kê mang tính xã hội thường ñưa ra một chỉ số trung bình rủi ro chấp nhận ñược về số người
chết. Theo phương pháp phân tích dựa trên lý trí và nhận thức, các cá nhân của một hoạt ñộng
luôn ý thức về tính cân bằng giữa rủi ro và lợi nhuận chấp nhận ñược. Phụ thuộc vào lợi ích
của quá trình này mà hoạt ñộng tình nguyện có ñược bảo ñảm hay không. Vì vậy mà tạo ra sự
khác biệt giữa các hoạt ñộng tình nguyện ñược ñảm bảo và các hoạt ñộng không ñược bảo
ñảm. Theo như cách thức này, mức ñộ tình nguyện có liên quan ñến xác suất xảy ra tai nạn
ñược dự báo trước.
Số liệu thống kê về nguyên nhân tử vong thể hiện qua xác suất xấp xỉ 10
-4
ñối với các hoạt
ñộng tự do có ý thức mức trung bình. Số liệu này sử dụng 1 chỉ số dành cho rủi ro cá nhân
chấp nhận ñược. ðối với các quốc gia không thuộc phương Tây, lợi tức cho 1 hoạt ñộng như
vậy có thể khác biệt rõ so với minh hoạ trên, ví dụ như phụ thuộc vào ñịa lý, văn hoá và các
nguyên do về kinh tế . Rủi ro cá nhân chấp nhận ñược (P
di
) dành cho một hoạt ñộng cụ thể
ñược tính bằng:
/
pi fi d Fi
di
di
pi
N P P
N

P
N Npi
= =

Trong ñó:
N
pi
là số thành viên của hoạt ñộng thứ i
N
di
là số người chết trong hoạt ñộng thứ i
P
fi
là xác suất tai nạn của hoạt ñộng thứ i.
P
d/Fi
là xác suất tỉ lệ người chết xảy ra trong một tai nạn.
b. Rủi ro theo quan ñiểm xã hội (mang tính cộng ñồng)
Phương pháp tiếp cận này nhằm xác ñịnh rủi ro chấp nhận ñược của một dự án cụ thể với
quan ñiểm là khó có khả năng xảy ra. Câu hỏi dành cho khả năng chấp nhận của tập thể thực
chất là một vấn ñề về phương pháp thử ñúng dần, từ ñó có 2 hướng xảy ra:
1) Xác ñịnh dựa vào kinh nghiệm số lượng thương vong chấp nhận ñược thông qua ñánh giá
tai hoạ do sự cố công trình.
2) Giảm thiểu vấn ñề về mặt tối ưu hoá kinh tế thông qua diễn giải tất cả hậu quả theo ñơn
vị thương vong/ thiệt hại.
Trong nội dung thứ nhất, công thức sau ñược hình thành (TAW/CUR, 1990) dành cho xác
suất xảy ra sự cố tối ưu
/
( )
fop

d f P P f
I
P B r g
P N C C
= −
+


HWRU/CE Project - TU Delft
15


Trong ñó:
I là chi phí ñầu tư cho một ñơn vị gia tăng về thông số ñộ bền (chiều cao ñỉnh, ñường kính
viên ñá)
-

C
f
là tổng chi phí liên quan ñến sự cố (rủi ro)
-

P
d/f
là xác suất thương vong của một sự cố
-

N
P
là số người dân mà sinh mạng của họ phụ thuộc vào công trình;

-

C
p
là chi phí cho mỗi sinh mạng (ñiều này có thể bàn cãi)
-

B là tham số kinh nghiệm dạng “mũ” của phân phối tải trọng, kể ñến ảnh hưởng của
việc gia tăng ñộ bền.
-

r là lãi suất thực tế.
-

g là tốc ñộ tăng trưởng kinh tế
Trong nội dung thứ hai, chỉ tiêu (P
fn
) biến ñổi từ xác suất gây chết một người (số N
d
), do sự
hiện diện vô tình trong các nhà máy, tàu thuỷ hay máy bay với số lần xuất hiện N
c
của cá
thể ñó, và họ là thành viên trong tổng số N người:
P
fn
=N
d
/NN
c

Nếu xác ñịnh trước một cấp ñộ rủi ro chấp nhận ñược thì bất kỳ công trình ñược xem xét nào
của dự án cũng có thể giới hạn ñược rủi ro theo giá trị ñịnh trước này.
Nếu không có cấp ñộ rủi ro nào ñược xác ñịnh trước thì ñánh giá rủi do có thể căn cứ vào các
phân tích giá trị lợi nhuận kinh tế (BCN) về chi phí do thiệt hại hay thiệt hại về mạng sống
con người; hay chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cũng tương tự như những chi phí này.Theo
phương pháp này, giá trị về con người có thể ñược xác ñịnh bằng tổng sản phẩm quốc nội
chia cho tổng dân số. Tuy nhiên với phạm trù về ñạo ñức và tinh thần thì việc gán giá trị vật
chất cho sinh mạng con người là một ñiều nhức nhối và chưa dễ ñược chấp nhận vì sinh mạng
con người là quan trọng nhất và là vô giá.
Một số giá trị phi vật thể, không thể ñánh giá chính xác ñươc, như giá trị thiệt hại về môi
trường xây dựng dự án công trình ñược diễn giải là chi phí “bóng” của dự án ñể phần nào
giảm nhẹ ảnh hưởng của các tác ñộng ngược.
ðối với trường hợp mở rộng, rủi ro chấp nhận ñược có thể ñược xem xét lại dựa vào quan
hệ giữa các khả năng giám sát, ñiều tra và sửa chữa. Vì vậy thiết kế có thể ñề cập ñến
những khả năng này ñể dự phòng các thủ tục ñiều tra và duy tu bảo dưỡng. Ngược lại
thiếu các khả năng kể trên ñòi hỏi phải có ñược chấp nhận rủi ro tối thiểu.

2.5 Phân tích rủi ro và sơ ñồ sự cố của hệ thống công trình phòng chống lũ
Nghiên cứu về ñộ an toàn công trình tập trung vào các khái niệm sự cố và hư hỏng công trình.
Cho dù hai khái niệm này thường ñược dùng như có chung một ý nghĩa, tuy vậy, cũng cần có
sự phân biệt rõ ràng về sự khác biệt giữa chúng.
Một kết cấu hay một thành phần kết cấu hư hỏng nếu nó không còn thực hiện ñược chức năng
chính, cơ bản của nó. Chức năng của một công trình phòng chống lũ ñược xác ñịnh là ngăn
chặn lũ lụt, nghĩa là bảo vệ vùng có khả năng ngập lụt không bị nước lũ tràn vào, không bị
xảy ra các thiệt hại về sinh mạng và/hoặc thiệt hại về tài sản.
Một công trình hay một thành phần công trình hư hỏng ñổ vỡ nếu dưới tác dụng của tải trọng
gây nên sự xuất hiện biến dạng với giá trị lớn nghiêm trọng làm mất ñi hình dạng ban ñầu của
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic

Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic

HWRU/CE Project - TU Delft
16


công trình. Nhìn chung sự ñổ vỡ công trình thường tương ứng với xác suất xảy ra hư hỏng với
giá trị lớn. ðổ vỡ và hư hỏng không phải lúc nào cũng gây nên thiệt hại mang tính thảm họa.
Chẳng hạn, ñập bị mất ổn ñịnh do trượt xảy ra tại thời ñiểm mực nước của hồ chứa ñang duy
trì ở mức thấp, trong thời gian dài sẽ không gây ra thảm hoạ cho khu vực hạ lưu. Trường hợp
ngược lai, khi mực nước trong sông, hồ cao, có thể xảy ra sóng tràn, có thể làm hư hỏng công
trình phòng chống lũ (hư hỏng ñỉnh, mái phía trong của ñê, ñập) nhưng kết cấu của nó vẫn có
thể ñược giữ nguyên.
Một công trình phòng chống lũ phải ñược thiết kế sao cho trong suốt giai ñoạn xây dựng công
trình và thời gian phục vụ còn lại của nó, xác suất xảy ra sự cố hay ñổ vỡ ñảm bảo thấp. ðể
xác ñịnh ñược tối ưu giữa quy mô công trình và mức ñộ an toàn, cần thiết phải thực hiện phân
tích rủi ro. Các thành phần phân tích rủi ro ñược trình bày tóm tắt trên Hình 2.3.

Hình 2.3 Các thành phần trong phân tích rủi ro.
Trong phân tích rủi ro, có ba cụm từ khoá: nguy cơ xảy ra sự cố-cơ chế xảy ra sự cố - hậu quả
của sự cố. Một phân tích rủi ro thường ñược bắt ñầu bằng việc liệt kê các nguy cơ sự cố và cơ
chế xảy ra sự cố. Một cơ chế xảy ra sự cố ñược mô tả là các phản ứng lại của công trình ñối
với từng nguy cơ sự cố. Nguy cơ sự cố diễn biến theo cơ chế xảy ra sự cố, theo một xác suất

xuất hiện riêng, gây ra hư hỏng hoặc phá hỏng công trình hoặc thành phần công trình. Biên
giữa các trạng thái hư hỏng và không hư hỏng, hay giữa phá hỏng và không phá hỏng thường
ñược gọi là trạng thái giới hạn. Có hai khái niệm về trạng thái giới hạn ñược ñưa ra: Trạng
thái giới hạn cuối cùng (ULS) và Trạng thái giới hạn phục vụ (SLS).
Kết quả của một quá trình phân tích rủi ro là xác ñịnh hậu quả mà sự cố hư hỏng/phá hỏng
gây ra. Trong trường hợp xảy ra sự cố của một hệ thống phòng chống lũ, cần phải ñánh giá
các ñặc trưng liên quan ñến ngập lụt (ví dụ như ñộ sâu ngập lụt, tốc ñộ ngập lụt) và ước lượng
thiệt hại về vật chất và phi vật chất.
Theo ñịnh nghĩa, rủi ro ñược xác ñịnh bằng tích số giữa xác suất xảy ra sự cố và thiệt hại (=
hậu quả) do sự cố gây nên. ðể có một thiết kế tối ưu tổng thể cho một hệ thống phòng chống
lũ, cần phải tìm ra sự cân bằng giữa mức ñộ rủi ro và chi phí ñầu tư xây dựng hệ thống. Khi
ñánh giá ñộ an toàn của hệ thống công trình phòng chống lũ, cần xem xét một cách tổng thể
toàn hệ thống chống lũ. Hệ thống thường bao gồm nhiều thành phần, mỗi thành phần có thể bị
hư hỏng/sự cố theo nhiều nguy cơ và nhiều dạng cơ chế. Sự ñổ vỡ của thành phần A có thể
Mô ph
ỏ
ng
các cơ ch
ế
hư h
ỏ
ng

Xác ñ
ị
nh XS x
ả
y ra s
ự
c

ố

R
ủ
i ro = XS * T
hi
ệ
t h
ạ
i

ðánh giá thi
ệ
t h
ạ
i

Li
ệ
t kê các ki
ể
u th
ả
m h
ọ
a

Formatted: Centered
Formatted: Centered
Formatted: Centered

Formatted: Centered
Formatted: Centered
Formatted: Centered
Deleted:
¶

HWRU/CE Project - TU Delft
17


dẫn ñến nguy cơ hư hỏng thành phần B. Hư hỏng của một số thành phần có thể dẫn ñến hư
hỏng của toàn bộ hệ thống. Liên kết giữa các thành phần tạo nên một “hệ thống nối tiếp”.
Trong các trường hợp khác, các thành phần trong một hệ thống có thể hỗ trợ, bổ sung cho
nhau làm tăng ñộ bền của hệ thống, khi ñó chúng có thể tạo nên “hệ thống song song”.

Hình 2.4 Ví dụ về sơ ñồ cây sự kiện (trái) và cây sự cố (phải).
ðối với một cây sự kiện, quá trình ñược bắt ñầu với sự hình thành của sự cố khởi tạo ngoài ý
muốn (hư hỏng của một thành phần, hoả hoạn, sai sót do con người ) và kết thúc bằng việc
ñánh giá những phản ứng lại của hệ thống và xác ñịnh hậu quả của hư hỏng hay sự cố. Một sơ
ñồ cây sự cố dựa vào tiến trình ngược lại: bắt ñầu với một sự cố ngoài ý muốn, nó ñược phân
tích xem do nguyên nhân nào gây ra. Sơ ñồ cây sự cố sử dụng các biểu tượng “cổng và” và
“cổng hoặc”. “cổng và” sử dụng ñể mô tả một hệ thống song song, “cổng hoặc” dùng cho hệ
thống nối tiếp. Hình 2.6 minh hoạ sơ ñồ cây hư hỏng tổng quát áp dụng cho hệ thống ñê.
ðối với các kết cấu công trình ñiển hình, chẳng hạn như cửa lấy nước qua ñê, vấn ñề cần quan
tâm lại không phải ở hư hỏng về mặt kết cấu mà là vấn ñề vận hành công trình, những sai sót
của con người quản lý như không ñóng kịp cửa van trước khi xảy ra mực nước lũ xuất hiện.
Vấn ñề này cũng có thể ñược thể hiện theo sơ ñồ hư hỏng. Hình 2.5 biểu diễn cây sự cố trong
trường hợp không ñóng kịp cửa van của một công trình ngăn lũ.

Hình 2.5 Ví dụ về sơ ñồ cây sự cố của hệ thống ñóng mở cửa van.

HWRU/CE Project - TU Delft
18


Bất lợi của cây sự cố và cây sự kiện ở chỗ chúng ít khi ñược ñiều chỉnh chính xác. Cây sự cố
không cho phép kết hợp các nhánh; trong khi các nhánh của cây khiếm khuyết không ñược
phép phân chia. Hơn nữa, bản chất của hệ thống là chia ñôi: một sự cố có thể hoặc không xảy
ra. Tuy nhiên, trong thiết kế công trình các vấn ñề có ñặc tính liên tục và mức ñộ xảy ra cũng
khác nhau, có thể nhiều hoặc ít. ðể khắc phục các bất lợi ñược ñề cập như trên, hay nói cách
khác là ñể thể hiện ñược các kiểu nguy hại, các cơ chế xảy ra và các thành phần cần ñưa ra
biểu ñồ nguyên nhân - hậu quả như minh hoạ trên hình 2.4.
Nhiệm vụ của các kỹ năng ñề cập ở trên là chỉ ra các phương pháp thể hiện vấn ñề hơn là việc
tìm giải ñáp cho vấn ñề. Việc xác ñịnh những vấn ñề nào có thể xảy ra, và nếu xảy ra thì nó có
thể diễn biến như thế nào là nhiệm vụ rất lớn của người thiết kế. Việc cân nhắc liệt kê các cơ
chế gây ra nguy hại hay hư hỏng thường ñược xem xét thận trọng hơn là phân tích những tác
ñộng xảy ra sau ñó.
Các công cụ hỗ trợ cho việc chuẩn bị liệt kê các nguyên nhân gây ra sự cố là:
1. Ngân hàng dữ liệu;
2. Nghiên cứu tài liệu;
3. Phỏng vấn ñiều tra;
4. Nghiên cứu hiện trạng ngay sau xảy ra sự cố thiệt hại;
5. Tổ chức lấy ý kiến thảo luận- phương pháp não công;
6. Kinh nghiệm từ các hệ thống tương tự và tình trạng tương tự
7. Các thông tin khác, v.v
ðối với các công trình thường gặp hầu hết các kiểu nguy cơ sự cố ñã ghi nhận và có thể tìm
ñược trong các sổ tay hướng dẫn và cẩm nang thiết kế. ðể hoàn thiện quy trình thiết kế, cần
phân tích các nguyên nhân gây ra sự cố. Tuy nhiên trong thực tế nhiều khi các dữ liệu, thông
tin về hư hỏng không ñược công bố, ñặc biệt các kiểu sự cố liên quan ñến tính chất pháp lý,

vấn ñề chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trong trường hợp ñó, lòng tự trọng của người có
trách nhiệm liên quan bị ñặt không ñúng chỗ.

2.6 Các cấp ñộ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp
Mức ñộ an toàn của một công trình liên quan ñến một cơ chế phá hỏng riêng biệt ñược mô tả
là các xác suất xảy ra sự cố có liên quan ñến cơ chế ấy. Các phương pháp tiếp cận sau ñây
ñược sử dụng ñể xác ñịnh mức ñộ an toàn này:
Phương pháp tất ñịnh (tiếp cận cấp ñộ 0 - Phương pháp hệ số an toàn)
Thiết kế dựa trên cơ sở các trạng thái trung bình, các trị trung bình và kèm theo hệ số an toàn
thích hợp tương ứng với mỗi lọai công trình.
Phương pháp tiếp cận bán ngẫu nhiên (tiếp cận cấp ñộ I)
Thiết kế sử dụng giá trị ñặc trưng với tải trọng không vượt quá 95% các tổ hợp, hay ñộ bền
ñảm bảo ñược 95% trị số ñộ bền vật liệu làm công trình.
Phương pháp tiếp cận ngẫu nhiên (tiếp cận cấp ñộ II và III)
Trong cấp ñộ tiếp cận này, các biến số thành phần về tải trọng và ñộ bền ñược mô tả như các
biến ngẫu nhiên hoàn toàn. Có hai cấp ñộ tiếp cận khác nhau ñược phân biệt:
Formatted: Font color: Red
Formatted: Font color: Red
Formatted: Font color: Red
Formatted: Font color: Red

HWRU/CE Project - TU Delft
19


Cấp ñộ II: cấp ñộ II bao gồm một số phương pháp gần ñúng ñể biến ñổi các hàm phân phối
xác suất sang dạng phân phối chuẩn hay phân phối Gaussian. ðể xác ñịnh gần ñúng các giá trị
xác suất xảy ra sự cố, quá trình tuyến tính hóa toán học các phương trình liên quan cần ñược
thực hiện.
Cấp ñộ III: theo cấp ñộ tiếp cận này, các hàm phân phối xác suất của các biến ngẫu nhiên

ñược xem xét hoàn toàn ñúng với quy luật phân phối thực của chúng. Trường hợp bài toán là
phi tuyến, vấn ñề cũng sẽ ñược giải quyết theo phi tuyến.
Các phương pháp ngẫu nhiên hiện vẫn ñang ñược tiếp tục phát triển và chọn lọc. Nhiều
nghiên cứu về phát triển phương pháp này ñã và ñang thực hiện ở nhiều nơi trên thế giới.
Trong thực tế việc thiết kế chủ yếu ñược thực hiện theo phương pháp bán ngẫu nhiên hay
thậm chí là theo phương pháp truyền thống, tất ñịnh hoàn toàn.
Chi tiết của từng cấp ñộ tính toán sẽ ñược trình bày kỹ hơn trong chương 4.

2.7 Phương pháp tất ñịnh
Phương pháp thiết kế truyền thống ñua ra trong các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành ñược coi là
tiếp cận thiết kế theo cấp ñộ 0 và I. Trong phương pháp này, ñiều kiện về trạng thái giới hạn
ñược lựa chọn (ULS hay SLS) và tương ứng với nó là các tổ hợp tải trọng thiết kế thích hợp.
Trạng thái giới hạn này thường tương ứng với ñộ bền ñặc trưng của công trình. Mức ñộ vượt
quá trạng thái giới hạn chỉ ñược chấp nhận khi xác suất xảy ra sự cố là nhỏ. Theo cấp ñộ tiếp
cận 0 thì giá trị xác suất này chưa xác ñịnh ñược.

Trong phương tiếp cận pháp bán ngẫu nhiên, xác suất xảy ra sự cố ñược xác ñịnh dựa vào
việc phân tích rủi ro ñối với từng kiểu công trình cụ thể ñang ñược xem xét và xác ñịnh các
nguy cơ xảy ra sự cố. ðối với kết cấu công trình thuỷ lợi thường thích hợp với thiết kế dựa
trên nguyên tắc hệ số vượt tải. Trong ñó, ñiều kiện tiên quyết là tải trọng tác dụng ứng với
với hệ số vượt tải
γ
không gây ra sự cố cho công trình. Theo phương pháp này, ñộ an toàn
ñược tính toán tại biên tải trọng. Một tải trọng xác ñịnh, S
D
(ví dụ chiều cao sóng thiết kế),
tương ứng với xác suất xuất hiện, P(F). Trong thực tế giá trị P(F) nhỏ và thường ñược xác
ñịnh như tần suất xuất hiện trung bình hằng năm, chính là xác suất xảy ra sự cố công trình
(bao nhiêu năm xảy ra một lần), hay nghịch ñảo của nó chính là chu kỳ xuất hiện lại, T
R

=
1/P(F). Chu kỳ xuất hiện lại ñược xem là khoảng thời gian trung bình giữa hai lần xuất hiện
tải trọng vượt quá tải trọng thiết kế (vượt quá trạng thái giới hạn, gọi là tải trọng phá hủy).
Những ñiều kiện thiết kế này có thể xác ñịnh theo các ñiều kiện làm việc: làm việc trong các
ñiều kiện cực hạn: Trạng thái giới hạn cuối cùng (ULS); làm việc trong các ñiều kiện bình
thường: Trạng thái giới hạn phục vụ (SLS). Khi vượt quá một trong các trạng thái giới hạn
này, phản ứng lại của công trình ñược xem xét như các hư hỏng của công trình (hay các bộ
phận của công trình).
ULS (Ultimate Limit State): Trạng thái giới hạn cuối cùng, kết cấu hư hỏng do sự xuất hiện
ñiều kiện cực hạn
SLS (Serviceability Limit State): Trạng thái giới hạn phục vụ, kết cấu hư hỏng trong ñiều kiện
bình thường
Hình 2.7 minh họa cho cách tiếp cận cấp ñộ 1. Tải trọng do sóng (sóng thiết kế) ñược xác
ñịnh từ số liệu sóng thống kê nhiều năm. Sóng thiết kế này sử dụng làm ñầu vào cho mô hình
mô phỏng ổn ñịnh kết cấu bảo vệ mái trong công trình bảo vệ bờ. Tương ứng với mỗi giá trị

HWRU/CE Project - TU Delft
20


xác suất hư hỏng của kết cấu bảo vệ mái, kích thước cấu kiện (ñường kính viên ñá) dùng cho
kếu cấu ñó có thể xác ñịnh ñược.
Một thiếu sót lớn nhất của phương pháp thiết kế truyền thống là không kể ñến các khả năng
xuất hiện các tải trọng vượt quá hoặc nhỏ hơn tải trọng thiết kế. Nguyên nhân chính của thiếu
sót này xuất phát từ việc chọn một giá trị tải trọng thiết kế cụ thể. ðây là một thiếu sót nghiêm
trọng trong việc ước lượng mức ñộ hư hỏng của công trình cho mục ñích duy tu bảo dưỡng.


Hình 2.6 Ví dụ về phương pháp cấp ñộ I.

2.8 Phương pháp ngẫu nhiên
Trong phương pháp thiết kế ngẫu nhiên, tất cả các cơ chế phá hỏng ñược mô tả bởi các mô
hình toán hoặc mô hình mô phỏng tương ứng. Việc tính toán xác suất phá hỏng của một thành
phần ñược dựa trên hàm tin cậy của từng cơ chế phá hỏng. Hàm tin cậy Z ñựợc thiết lập căn
cứ vào trạng thái giới hạn tương ứng với cơ chế phá hỏng ñang xem xét, và là hàm của nhiều

HWRU/CE Project - TU Delft
21


Z>0
Vùng không hư hỏng
biến và tham số ngẫu nhiên. Theo ñó, Z<0 ñược coi là có xảy ra hư hỏng và hư hỏng không
xảy ra nếu Z nhận các giá trị còn lại, xem Hình 2.7. Do ñó, xác suất phá hỏng ñược xác ñịnh
là P{Z<0}.

Hình 2.7 ðịnh nghĩa biên hư hỏng (biên sự cố) Z = 0.
Hàm ñộ tin cậy thiết lập theo dạng chung Z=R-S. Trong ñó R và S là hàm của ñộ bền và tải
trọng, cả hai hàm này ñược giả thiết tuân theo luật phân phối chuẩn.

ðối với các cơ chế phá hỏng ñơn giản như vỡ ñập nhỏ ngăn nước trên một con mương do
mực nước cao hơn ñỉnh ñập thì hàm tin cậy có thể dễ dàng xây dựng ñược. Tuy nhiên, ñối với
trường hợp khác như an toàn ñập ñất, hoặc sự cố của ñê thì hàm Z trở nên rất phức tạp. ðiều
này chủ yếu phụ thuộc vào tính tương tác phức tạp giữa môi trường nước-ñất-công trình v.v ,
mà các tương tác chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, biên ngẫu nhiên.

Hình 2.8 Tổng quát về phương pháp thiết kế ngẫu nhiên.
Hình 2.8 ñưa ra cái nhìn tổng quan về quá trình tính toán trong thiết kế. Nếu theo phương
pháp tất ñịnh, thông tin bên trong “Hộp ñen” ñược mô tả bởi các mô hình toán học ñơn giản
với các thông số ñầu vào rõ ràng. Trong phương pháp ngẫu nhiên, các kiến thức hiểu biết các

X
1

X
2

Z = 0 biên hư hỏng
Z < 0
Vùng hư hỏng
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Italic
Formatted: Centered
Formatted: Centered
Formatted: Font: Italic
Formatted: Centered
Deleted:
:

HWRU/CE Project - TU Delft
22


quá trình tự nhiên cần ñược áp dụng trong việc mô tả một cách ngẫu nhiến của biến ñầu vào
trong mỗi bước phân tích, chẳng hạn như tính ngẫu nhiên và sự thay ñổi của dữ liệu ñầu vào,
của các hàm chuyển ñổi, mô hình ñộ bền, chỉ tiêu cơ lý lực học của vật liệu ñược sử dụng.
Việc áp dụng phương pháp thiết kế ngẫu nhiên ñòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức
chuyên môn sâu và phải thực hiện nhiều công ñoạn tính toán với khối lượng lớn. Chình vì vậy
trên thực tế các phương pháp ñơn giản hơn thường ñược áp dụng căn cứ vào các nguyên tắc
thiết kế. Các nguyên tắc thiết kế này ñược hình thành theo cách mà theo nó, xác suất xảy ra sự

cố của công trình là ở mức thấp tương ñối có thể chấp nhận ñược. Do ñó việc ñịnh lượng xác
suất xảy ra sự cố vẫn không thực hiện ñược.
Trong một số trường hợp khác, một kết cấu công trình có thể ñược thiết kế bằng việc chỉ quan
tâm ñến một cơ chế xảy ra sự cố duy nhất và cộng thêm một khoảng biên an toàn về ñộ bền.
Trường hợp này ñã thừa nhận một giả thiết rằng xác suất xảy ra sự cố do các cơ chế phá hỏng
khác cũng nằm trong khoảng biên an toàn ñó.