Hình 3.2 Bảng so sánh kết quả ứng với c=30mm
Kết luận:
Nhìn chung, có thể thấy chiều dày cấu kiện sàn ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lửa của cấu kiện, khi chiều dày cấu kiện sàn tăng lên thì khả năng chịu lửa của cấu kiện cũng được tăng lên theo. Tại phương pháp phân lớp, kết quả cho thấy rõ ràng nhất sự đồng biến giữa chiều dày sàn và khả năng chịu lửa của sàn. Đối với phương pháp tra bảng của sàn theo các tiêu chuẩn có kết quả tương đương nhau, giá trị của phương pháp tra bảng theo tiêu chuẩn National Building Code of Canada thiên về an toàn nhiều nhất và giá trị của phương pháp tra bảng theo tiêu chuẩn ASCE lớn nhất trong các ví dụ đã đưa ra.
b. Dầm bê tông cốt thép:
Cho một dầm đơn giản bằng bê tông cốt thép chịu đường gia nhiệt tiêu chuẩn. Nhịp, tải trọng, kích thước hình học và cốt thép đã biết. Chiều rộng dầm: 300mm; Chiều cao dầm: (500~700)mm; Chiều dày lớp bảo vệ: c = 25~35 mm. Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm trong điều kiện chịu lửa bên dưới cho kết quả theo Hình 3.4 đến Hình 3.6.
Tóm tắt các thơng số đầu vào:
Chiều cao: l = 7,125 m; sơ đồ tính: dầm đơn giản 2 gối tựa; kích thước hình học 300x(500~700)mm; trọng lượng riêng của bê tông: ρ = 25 kN/m3; cường độ bê tông: fck = 30 MPa; cường độ cốt thép: fyk = 500 MPa; chiều dày lớp bảo vệ: c = 25~35 mm.
Cốt thép chịu lực theo bảng:
Dầm Gối Nhịp Khoảng cách bê tông
đến trục Lớp trên 4Ø22 2Ø22 47 mm Lớp dưới 2Ø22 4Ø22 47 mm Thép đai Ø6/175 Ø6/175 33 mm Tải trọng: Tĩnh tải: G1 = 30,0kN/m Hoạt tải: Q = 20kN/m
Hình 3.4 Bảng so sánh kết quả ứng với c=25mm, b=300
Hình 3.6 Bảng so sánh kết quả ứng với c=35mm, b=300
Kết luận:
Có thể thấy rằng kích thước cấu kiện dầm ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lửa của cấu kiện, cụ thể khi tăng chiều cao dầm lên thì khả năng chịu lửa của cấu kiện cũng được tăng lên theo. Tại phương pháp đường đẳng nhiệt, kết quả một lần nữa thể hiện nhất sự đồng biến giữa kích thước dầm và khả năng chịu lửa của dầm. Đối với phương pháp tra bảng của dầm theo các tiêu chuẩn có kết quả tương đương nhau, giá trị của phương pháp tra bảng theo tiêu chuẩn EC2 (EN 1992 1:2) và NZS-3101 là xấp xỉ nhau và có kết quả thiên về an tồn nhiều nhất; giá trị của phương pháp tra bảng theo tiêu chuẩn ASCE lớn nhất trong các ví dụ đã đưa ra.
3.3. Kết luận chương 3:
Chương 3 đã trình bày một số ví dụ về cách xác định khả năng chịu lực của các cấu kiện cơ bản bê tông cốt thép khi chịu tác động ở nhiệt độ cao dựa trên quy trình tính tốn theo các tiêu chuẩn và sơ đồ khối đã được trình bày ở Chương 2.
Trên cơ sở đó, Chương 3 cũng đã khảo sát và đưa ra các số liệu so sánh đánh giá kết quả của các cấu kiện cơ bản bê tông cốt thép khi chịu lửa theo các tiêu chuẩn để từ đó đưa ra các kết luận về tính chính xác và hợp lí khi chọn và áp dụng các tiêu chuẩn trên khi tính tốn, thiết kế.
Kích thước cấu kiện ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lửa của cấu kiện, khi Kích thước cấu kiện tăng lên thì khả năng chịu lửa của cấu kiện cũng được tăng lên theo. Tại phương pháp phân lớp, phương pháp đường đẳng nhiệt kết quả cho thấy rõ
ràng nhất sự tương quan giữa kích thước cấu kiện và khả năng chịu lửa của cấu kiện. Đối với phương pháp tra bảng theo các tiêu chuẩn có kết quả tương đương nhau, giá trị của phương pháp tra bảng theo tiêu chuẩn ASCE tối đa nhất trong các ví dụ đã đưa ra.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn đã trình bày các quy trình tính tốn khả năng chịu lửa của các cấu kiện bê tông cốt thép cơ bản (sàn, dầm, cột) và thực hiện các ví dụ tính tốn theo các phương pháp khác nhau của các tiêu chuẩn Eurocode EN 1992-1-2, ASCE-SEI-SFPE 29-05, NZS-3101, National Building Code of Canada 2010.
Khả năng chịu lửa của các cấu kiện chịu lực cơ bản của kết cấu bê tông cốt thép (sàn, dầm, cột) theo các tiêu chuẩn Eurocode EN 1992-1-2, ASCE-SEI-SFPE 29-05, NZS-3101, National Building Code of Canada 2010 có kết quả khác nhau. Trong đó phương pháp phân lớp, phương pháp đường đẳng nhiệt của tiêu chuẩn Eurocode EN 1992-1-2 tuy phức tạp hơn khi tính tốn nhưng kết quả sẽ chính xác, tin cậy hơn phương pháp tra bảng, thể hiện trực quan nhất giữa khả năng chịu lửa của cấu kiện và kích thước, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cấu kiện, đồng thời thể hiện sự tương quan giữa khả năng chịu lửa cấu kiện.
Kết quả tính tốn trong Chương 3 của đề tài cho thấy khả năng chịu lửa của của các cấu kiện chịu lực cơ bản của kết cấu bê tông cốt thép (sàn, dầm, cột) theo phương pháp tra bảng các tiêu chuẩn Eurocode EN 1992-1-2, ASCE-SEI-SFPE 29-05, NZS- 3101, National Building Code of Canada 2010 tăng lên khi kích thước hình học của cấu kiện bê tông được gia tăng trong vùng kích thước khảo sát, giá trị của phương pháp tra bảng theo tiêu chuẩn ASCE tối đa nhất trong các ví dụ đã đề cập.
2. Kiến nghị
Cần nghiên cứu trường hợp có tiết diện và hình học khác nhau như dầm chữ H, dầm thay đổi tiết diện, cột hình trịn, cột hình đa giác,.... khi chịu tác dụng của tải trọng và nhiệt độ, từ đó đánh giá so sánh với khả năng chịu lực của cấu kiện bê tông cốt thép khi chịu lửa, đưa ra các tiêu chuẩn phù hợp khi thiết kế, tạo sự an toàn và hiệu quả kinh tế đối với cơng trình.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] QCVN 03:2012/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nguyên tắc phân loại, phân cấp cơng trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị.
[2] QCVN 06:2021/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về an toàn cháy cho nhà và cơng trình.
[3] TCVN 2622:1995, Phịng cháy, chống cháy cho nhà và cơng trình – Yêu cầu thiết kế.
[4] TCVN 9311:2012, Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận cơng trình xây dựng. [5] TCVN 3991:1985, Tiêu chuẩn phòng cháy trong thiết kế xây dựng.
[6] TCVN 6160:1996, Phòng cháy chữa cháy nhà cao tầng – Yêu cầu thiết kế.
[7] Nguyễn Anh Nhật (2018), “Ảnh hưởng của sự tăng nhiệt độ đến ổn định tổng thể của dầm liên hợp thép - bê tông”, Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách Khoa Đà nẵng. [8] Trương Quang Vinh (2018). “ Phân tích kết cấu liên hợp thép – bê tơng trong điều kiện cháy có xét đến q trình tăng nhiệt độ và giảm nhiệt độ”, Luận án tiến sỹ, Đại học Kiến trúc Hà Nội.
[9] TS. Nguyễn Cao Dương, Ths. Hoàng Anh Giang (2010), “Khảo Sát Đánh Giá Hư Hỏng Các Bộ Phận Kết Cấu Nhà Bê Tông Cốt Thép Chịu Tác Động Của Lửa”.
[10] Nguyễn Trường Thắng, Nguyễn Tuấn Ninh (2016), "Biểu đồ tương tác của cột bê tông cốt thép ở nhiệt độ cao theo tiêu chuẩn EC2".
[11] Phan Thành Đồng (2018), “Thiết kế sàn bê tông cốt thép chịu lửa theo Tiêu chuẩn EN 1992-1-2”, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Xây dựng.
[12] Nguyễn Tuấn Trung (2019), nghiên cứu “Đánh giá khả năng chịu lửa của sàn bê tông cốt thép bằng các phương pháp đơn giản theo tiêu chuẩn EN 1992-1-2”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD) tập 13 số 2V / 5-2019.
Tiếng Anh
[13] Emad AL-Wsabi, Nabil Falah (2015), “Behavior of Concrete – Filled steel Tube Columns under Fire”, Journal of Science & Technlogy.
[14] Eurocode 1 (EC1), (2002) Actions on Structures, Part 1.2: General Actions - Actions on Structures Exposed to Fire. Brussels, Belgium: Comité Européen De Normalisation.
[15] EN 1992-1-2 (2004): Eurocode 2- Design of concrete structures - Part 1.2:General rules- Structural fire design, European committee for Standardization
[16] EN 1993-1-2 (2005): Eurocode 3- Design of steel structures - Part 1.2: General rules- Structural fire design, European committee for Standardization
[17] EN 1994-1-2 (2005): Eurocode 4- Design of composite steel and concrete structures- Part 1-2: General rules-structural fire design, European committee for Standardization
[18] ENV 1992-1-2 (1995): Eurocode 2- Design of concrete structures - Part 1.2: General rules- Structural fire design, Pre Standard European committee for Standardization
[19] ASCE/SEI/SFPE 29-05 (2003): Standard Calculation Methods For Structural Fire Protection
[20] NZS 3101.1&2:2006: New Zealand Standard - Concrete structures standard [21] National Building Code of Canada 2010
[22] Annelies De Wit (2011), “Behaviour and structural design of concrete structures exposed to fire”, Master Thesis 329, Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm.
[23] David M. Manley (2014), “Design of reinforced concrete slabs exposed to natural fires”, Master Thesis 329, University of Canterbury Fire Engineering Conference. [24] Abhijit Mistri, Robin Davis P và Pradip Sarkar (2016), “Condition assessment of fire affected reinforced concrete shear wall building”, A case study Department of Civil Engineering, National Institute of Technology Rourkela Odisha – 769 008, India. [25] Mehmet Ada, Barış Sevim, Nabi Yüzer và Yusuf Ayvaz (2018), “Assessment of damages on a RC building after a big fire”, Department of Civil Engineering, Yildiz Technical University, Esenler, Istanbul, Turkey.