Khảo sát tính toán khả năng chịu cháy của kết cấu thép có bọc vật liệu chống cháy (tt)

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

PHẠM QUỐC HOÀN

KHẢO SÁT TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CHÁY
CỦA KẾT CẤU THÉP CÓ BỌC VẬT LIỆU CHỐNG
CHÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

PHẠM QUỐC HOÀN
KHÓA: 2015 - 2017

KHẢO SÁT TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CHÁY CỦA KẾT
CẤU THÉP CÓ BỌC VẬT LIỆU CHỐNG CHÁY
Chuyên ngành: Xây dựng

LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. CHU THỊ BÌNH

HÀ NỘI, NĂM 2017


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt hai năm học tập tại Khoa Sau đại học – Trường Đại học Kiến
trúc Hà Nội, tôi và các học viên cao học khóa 2015-2017 đã luôn nhân được sự
hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô và các cán bộ khoa. Chúng tôi được
học tập và tiếp thu những kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa học vô cùng
quý báu mà các thầy cô đã dày công nghiên cứu, truyền đạt lại cho chúng tôi
trong các buổi học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự biết ơn tới TS. Chu Thị Bình –
người đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu khoa học trong suốt quá trình tôi
thực hiện luận văn này. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô
giáo, các cán bộ nhân viên trường Đại học Kiến trúc Hà Nội nói chung và khoa
Sau đại học nói riêng.
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, tuy rằng bản thân đã không ngừng
cố gắng và học hỏi, nhưng với kinh nghiệm và vốn hiểu biết còn hạn chế nên
luận văn khó tránh khỏi những tồn tại và thiếu sót. Tôi mong nhận được những ý
kiến đóng góp của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2017

Tác giả Luận văn

Phạm Quốc Hoàn


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ kĩ thuật “Khảo sát tính toán khả năng
chịu cháy của kết cấu thép có bọc vật liệu chống cháy” là công trình nghiên
cứu khoa học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quá nghiên cứu của Luận
văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Phạm Quốc Hoàn


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. 2
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................... 8
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................. 9
DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ ............................................................. 11
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
Lý do lựa chọn đề tài........................................................................................... 1
Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2
Phạm vi nghiên cứu............................................................................................. 2
Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 2
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 2
Cấu trúc luận văn ................................................................................................ 3
NỘI DUNG............................................................................................................ 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÉP TRONG ĐIỀU KIỆN

CHÁY .................................................................................................................... 4
1.1. Ứng xử của kết cấu thép trong điều kiện cháy ............................................ 4
1.1.1. Vật liệu thép trong điều kiện nhiệt độ cao ................................................ 4
a) Đặc tính cơ học của thép ở nhiệt độ cao ......................................................... 4
b) Đặc tính nhiệt học của thép ở nhiệt độ cao..................................................... 9
1.1.2. Kết cấu thép trong điều kiện nhiệt độ cao [1] ......................................... 13


1.2. Một số phương pháp tính toán kết cấu thép trong điều kiện chịu lửa theo
Eurocodes [6] .................................................................................................... 14
1.2.1. Phương pháp tính toán theo mô hình đơn giản ....................................... 14
a) Nguyên tắc chung của phương pháp tính toán theo mô hình đơn giản ........ 14
b) Phân loại tiết diện theo phương pháp đơn giản hóa ..................................... 15
c) Phương pháp tính theo nội lực giới hạn........................................................ 15
d) Phương pháp tính theo nhiệt độ tới hạn........................................................ 18
1.2.2. Phương pháp tính toán theo mô hình tiên tiến ........................................ 21
1.2.3. Khái niệm về giới hạn chịu lửa yêu cầu và giới hạn chịu lửa danh nghĩa
của cấu kiện ....................................................................................................... 23
1.3. Các biện pháp nâng cao khả năng chịu cháy cho kết cấu thép .................. 27
1.3.1. Bê tông bọc (Concrete Encasement) ....................................................... 28
1.3.2. Tấm chống cháy chuyên dụng (Insulating Board Systems) ................... 30
a) Tấm chống cháy Canxi Silicat ...................................................................... 32
b) Tấm thạch cao chống cháy ........................................................................... 32
c) Hệ thống tấm sợi khoáng nhân tạo MMMF (Man Made Mineral Fiber
Systems) ............................................................................................................ 33
1.3.3. Vữa chống cháy (Spray Applied Fireproofing) ...................................... 35
1.3.4. Sơn chống cháy (Intumescent Paints) ..................................................... 37
1.3.5. Lớp vật liệu “hy sinh” (Sacrificial Layers on Concrete Elements) ........ 40
a) Lớp bảo vệ gỗ ............................................................................................... 40

b) Lấp đầy ......................................................................................................... 41
c) Ngăn chặn bức xạ.......................................................................................... 42
1.4. Tại Việt Nam.............................................................................................. 43
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU
CHÁY CỦA KẾT CẤU THÉP CÓ BỌC VẬT LIỆU CHỐNG CHÁY ....... 44
2.1. Một số khái niệm liên quan đến tính toán khả năng chịu lửa .................... 45
2.1.1. Đường cong tiêu chuẩn ISO 834............................................................. 45
2.1.2. Phân loại tiết diện [6] .............................................................................. 47
2.1.3. Hệ số tải trọng sử dụng [6] ..................................................................... 49
2.2. Phương pháp sử dụng bảng tra .................................................................. 52
2.2.1. Hệ số tiết diện Ap/V (Hp/A) [3]............................................................... 52
2.2.2. Hệ số tiết diện cho dầm khoét lỗ (Castellated Beam) [3] ....................... 54
2.2.3. Hệ số tiết diện cho tiết diện rỗng (Hollow section) [3] .......................... 55
2.2.4. Hệ số tiết diện cho các phần chịu cháy cục bộ [3].................................. 57
2.2.5. Tính toán theo phương pháp sử dụng bảng tra ....................................... 60
2.3. Phương pháp dùng mô hình đơn giản trong các tiêu chuẩn ...................... 60
2.3.1. Nội dung phương pháp ........................................................................... 60
2.3.2. Ví dụ tính toán......................................................................................... 61
2.4. Phương pháp dùng mô hình tiên tiến trong các phần mềm phân tích kết
cấu kiện đại SAFIR ........................................................................................... 61
2.4.1. Giới thiệu về phần mềm phân tích kết cấu trong đám cháy SAFIR [8] . 61


2.4.2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm ............................................................... 63
2.5. Một số ví dụ tính toán cho kết cấu dầm, cột .............................................. 69
2.5.1. Ví dụ 1 ..................................................................................................... 69
2.5.2. Ví dụ 2 ..................................................................................................... 85
2.5.3. Ví dụ 3 ..................................................................................................... 91
2.5.4. Ví dụ 4 ..................................................................................................... 93

2.6. Khảo sát ảnh hưởng của tải trọng đến nhiệt độ tới hạn ............................. 95
2.6.1. Ảnh hưởng của tải trọng đến nhiệt độ tới hạn của dầm thép .................. 96
2.6.2. Ảnh hưởng của tải trọng đến nhiệt độ tới hạn của cột thép .................... 99
CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CHÁY CỦA
MỘT SỐ CẤU KIỆN THÉP BỌC VẬT LIỆU CHỐNG CHÁY ................ 101
3.1. Giới hạn chịu lửa của kết cấu thép sử dụng vữa chống cháy .................. 101
3.1.1. Ảnh hưởng của chiều dày lớp vữa ........................................................ 101
3.1.2. Ảnh hưởng của độ dẫn nhiệt của vữa ................................................... 104
3.1.3. Ảnh hưởng của trọng lượng riêng vữa .................................................. 106
3.2. Giới hạn chịu lửa của kết cấu thép bọc bê tông ....................................... 108
3.3. Giới hạn chịu lửa của kết cấu thép sử dụng tấm thạch cao chống cháy .. 110
3.3.1. Ảnh hưởng của chiều dày tấm .............................................................. 110
3.3.2. Ảnh hưởng của độ dẫn nhiệt của tấm ................................................... 112
3.3.3. Ảnh hưởng của trọng lượng riêng của tấm ........................................... 114
3.4. Đề xuất một số bảng tra thực hành .......................................................... 116


KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ .................................................................... 130
Kết luận: .......................................................................................................... 130
Khuyến nghị: ................................................................................................... 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 132


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
QCVN
TCVN
EC
BS
BTCT

:
:
:
:
:

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
Tiêu chuẩn quốc gia
Tiêu chuẩn châu Âu (Eurocodes)
Tiêu chuẩn Anh quốc (British Standard)
Bê tông cốt thép


DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT

Tên bảng

Bảng 1.1

Giá tị các hệ số suy giảm modul đàn hồi, giới hạn chảy
và giới hạn tỉ lệ của vật liệu thép ở nhiệt độ θ

Bảng 1.2
Bảng 1.3

Nhiệt độ tới hạn tương ứng với các giá trị hệ số sử dụng tải trọng
Giới hạn chịu lửa yêu cầu của các cấu kiện kết cấu

Bảng 1.4

Giới hạn chịu lửa danh định của dầm thép được bọc bảo vệ
(khối lượng dầm trên 1m dài không nhỏ hơn 30kg)

Bảng 2.1
Bảng 2.2

Phân loại tiết diện
Giá trị hệ số tiết diện cho một số trường hợp bảo vệ

Bảng 2.3

Bảng tra sơn trương phồng 3MTM SCOTCHKOTETM SPX 730

Bảng 2.4
Bảng 2.5

Bảng tra bê tông chống cháy
Bảng tra vữa chống cháy CAFCO 300

Bảng 2.6

Bảng tra tấm chống cháy PROMATECTR 250

Bảng 2.7

Bảng tăng nhiệt độ trong kết cấu thép theo thời gian sử dụng vữa
CAFCO 300 theo Eurocodes

Bảng 2.8

Bảng tăng nhiệt độ trong kết cấu thép theo thời gian sử dụng tấm chống
cháy PROMATECTR 250 theo Eurocodes

Bảng 2.9 Kết quả so sánh giữa các phương pháp tính giới hạn chịu lửa
Bảng 2.10 Bảng tra vữa CAFCOTE 300
Bảng 2.11 Bảng tra tấm PROMATECTR 250
Bảng 2.12 Bảng tra vữa CAFCO MANDOLITE CP2 nhiệt độ tới hạn 5500C
Bảng 2.13 Ảnh hưởng của tải trọng đến nhiệt độ tới hạn của dầm thép khi chịu lửa
Bảng 2.14 Ảnh hưởng của tải trọng đến nhiệt độ tới hạn của cột thép khi chịu lửa
Bảng 3.1

Sự thay đổi nhiệt độ của cột thép khi chịu cháy tương ứng với chiều dày
lớp vữa khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.2

Sự thay đổi thời gian chịu lửa của cột thép khi thay đổi chiều dày lớp
vữa khi tính toán bằng SAFIR


Bảng 3.3

Sự thay đổi nhiệt độ của dầm thép khi chịu cháy tương ứng với độ dẫn
nhiệt của vữa khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.4

Sự thay đổi thời gian chịu lửa của dầm thép khi thay đổi độ dẫn nhiệt
của vữa khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.5

Sự thay đổi nhiệt độ của dầm thép khi chịu cháy tương ứng với
trọng lượng riêng của vữa khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.6

Bảng tra chiều dày bê tông khi bê tông chỉ đóng vai trò chất chống cháy
cho kết cấu thép

Bảng 3.7

ự thay đổi nhiệt độ của cột thép tương ứng với chiều dày bê tông bảo vệ
khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.8

Sự thay đổi nhiệt độ của cột thép theo thời gian tương ứng với chiều dày
tấm thạch cao chống cháy khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.9

Sự thay đổi nhiệt độ của cột thép theo thời gian tương ứng với chiều dày
tấm thạch cao chống cháy khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.10

Sự thay đổi nhiệt độ của cột thép theo thời gian tương ứng với
trọng lượng riêng tấm thạch cao chống cháy khi tính toán bằng SAFIR

Bảng 3.11

Bảng tra vật liệu chống cháy dành cho dầm và cột thép 4 mặt cháy
yêu cầu chịu lửa R60 tại 5500C

Bảng 3.12

Bảng tra vật liệu chống cháy dành cho dầm và cột thép 4 mặt cháy
yêu cầu chịu lửa R90 tại 5500C

Bảng 3.13

Bảng tra vật liệu chống cháy dành cho dầm và cột thép 4 mặt cháy
yêu cầu chịu lửa R120 tại 5500C

Bảng 3.14

Bảng tra vật liệu chống cháy dành cho dầm 3 mặt cháy
yêu cầu chịu lửa R60 tại 6200C

Bảng 3.15

Bảng tra vật liệu chống cháy dành cho dầm 3 mặt cháy
yêu cầu chịu lửa R90 tại 6200C

Bảng 3.16

Bảng tra vật liệu chống cháy dành cho dầm 3 mặt cháy
yêu cầu chịu lửa R120 tại 6200C

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ

STT

Tên hình

Hình 1.1

Biểu đồ giảm cường độ thép theo nhiệt độ [6]

Hình 1.2

Các thông số đặc trưng cho trạng thái làm việc của thép ở
nhiệt độ θ cho trước

Hình 1.3

Biểu đồ ứng suất biến dạng của vật liệu thép trong điều kiện
nhiệt độ cao [6]

Hình 1.4

Biểu đồ suy giảm modul đàn hồi, giới hạn chảy và giới hạn tỉ lệ
của vật liệu thép ở nhiệt độ θ [6]

Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7

Hình 1.8
Hình 1.9
Hình 1.10
Hình 1.11
Hình 1.12
Hình 1.13
Hình 1.14
Hình 1.15
Hình 1.16
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3

Sự biến thiên hệ số giãn nở nhiệt của kết cấu thép theo nhiệt độ[6]
Sự biến thiên độ giãn dài của kết cấu thép theo nhiệt độ[6]
Biểu đồ thay đổi nhiệt dung riêng của thép theo nhiệt độ [6]
Biểu đồ thay đổi dộ dẫn nhiệt của thép theo nhiệt độ [6]
Nhiệt độ tới hạn của thép
Xác định khả năng chịu lửa của kết cấu
Bọc bê tông cho kết cấu thép
Mô hình dầm thép được bọc tấm chống cháy
Mô hình mặt cắt hệ vách thạch cao sợi thủy tinh chống cháy
Tấm chống cháy sợi khoáng nhân tạo
Dầm thép được phun vữa chống cháy
Thi công sơn chống cháy do dầm thép nhà công nghiệp
Một số đường cong cháy tiêu biểu
Đường cong tiêu chuẩn ISO 834
Sự biến thiên của hệ số giảm tải trọng

Hình 2.4

Công thức tính diện tích bề mặt tiếp xúc lửa của cột thép chữ I
4 mặt chịu cháy

Hình 2.5

Công thức tính diện tích bề mặt tiếp xúc lửa của cột thép chữ I
3 mặt chịu cháy

Hình 2.6

Dầm khoét lỗ


Hình 2.7

Một số hình ảnh của kết cấu thép tiết diện rỗng

Hình 2.8

Công thức tính diện tích bề mặt tiếp xúc lửa của cột thép rỗng
4 mặt chịu cháy

Hình 2.9

Công thức tính diện tích bề mặt tiếp xúc lửa của dầm thép rỗng
4 mặt chịu cháy

Hình 2.10
Hình 2.11

Hình 2.12
Hình 2.13
Hình 2.14
Hình 2.15
Hình 2.16
Hình 2.17
Hình 2.18
Hình 2.19
Hình 2.20
Hình 2.21

Nhập số liệu kích thước tiết diện của kết cấu
Nhập số liệu của vật liệu chống cháy
Chia lưới phần tử hữu hạn
Lựa chọn số mặt tiếp xúc lửa
Lựa chọn thời gian
Kết thúc bước nhập dữ liệu bằng Wizard
Chạy phân tích bằng SAFIR
Nhập kết quả tính toán từ file.out
Tiết diện kết cấu trong Diamond
Nhiệt độ tại các vị trí trên tiết diện kết cấu
Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của kết cấu
Tiết diệm cột HE260B

Hình 2.22

Mô phỏng cột sử dụng sơn 3MTM SCOTCHKOTETM SPX 730

Hình 2.23
Hình 2.24

Hình 2.25

Mô phỏng cột sử dụng vữa CAFCO 300
Mô phỏng cột sử dụng tấm chống cháy PROMATEC
Tiết diệm cột sử dụng CAFCOTE 300

Hình 2.26

Tiết diệm cột sử dụng tấm PROMATECTR 250

Hình 2.27
Hình 2.28

Tiết diệm cột sử dụng bê tông chống cháy
Tiết diện cột HE260B sử dụng CAFCOTE 300

Hình 2.29

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép được chống cháy
bằng vữa chống cháy CAFCOTE 300

Hình 2.30

Tiết diện cột HE260B sử dụng PROMATECTR 250

Hình 2.31

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép được chống cháy
bằng tấm chống cháy PROMATECTR 250

Hình 2.32

Tiết diện cột HE260B sử dụng bê tông chống cháy


Hình 2.33
Hình 2.34
Hình 2.35
Hình 2.36
Hình 2.37
Hình 2.38
Hình 2.39
Hình 2.40
Hình 2.41
Hình 2.42
Hình 2.43
Hình 2.44
Hình 2.45
Hình 2.46
Hình 2.47
Hình 2.48

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép sử dụng bê tông chống cháy
Tiết diệm dầm HE260B
Tiết diện dầm HE260B trong SAFIR
Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của dầm thép
Tiết diện dầm HE260B bọc bê tông
Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của dầm thép
Tiết diện dầm HE260B sử dụng thạch cao chống cháy
Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của dầm thép

Tiết diện cột HE260B sử dụng CAFCO CP2
Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép
Tiết diện dầm HE140B
Tiết diện dầm HE140B sử dụng CAFCO 280
Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của dầm thép
Mô phỏng dẩm HE260B trong SAFIR
Hiệu chỉnh dữ liệu trong file dữ liệu của SAFIR
Phân tích tìm tải trọng giới hạn ở nhiệt độ thường bằng SAFIR

Hình 2.49

Nhiệt độ tới hạn và giới hạn chịu lửa của dầm HE260B tương ứng
hệ số tải trọng = 0,6

Hình 2.50

Mô phỏng cột HE220B trong SAFIR

Hình 3.1

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép khi thay đổi chiều dày lớp
vữa phun khi tính toán bằng SAFIR

Hình 3.2

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của dầm thép khi thay đổi độ dẫn nhiệt
của lớp vữa phun khi tính toán bằng SAFIR

Hình 3.3

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của dầm thép khi thay đổi trọng lượng
riêng của vữa phun khi tính toán bằng SAFIR

Hình 3.4

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép khi thay đổi chiều dày
lớp bê tông bảo vệ khi tính toán bằng SAFIR

Hình 3.5

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép khi thay đổi chiều dày
của tấm thạch cao chống cháy khi tính toán bằng SAFIR

Hình 3.6

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép khi thay đổi độ dẫn nhiệt
của tấm thạch cao chống cháy khi tính toán bằng SAFIR


Hình 3.7

Biểu đồ gia tăng nhiệt độ của cột thép khi thay đổi trọng lượng
riêng
của tấm thạch cao chống cháy khi tính toán bằng SAFIR


1

MỞ ĐẦU
Tên đề tài

“Khảo sát tính toán khả năng chịu cháy của kết cấu thép có bọc vật liệu
chống cháy”
Lý do lựa chọn đề tài
Trong xây dựng hiện đại, kết cấu thép được sử dụng nhiều do có nhưng ưu
điểm lớn như: trọng lượng nhẹ, độ dẻo cao, khả năng chịu lực tốt, dễ định hình,
dễ thi công và có khả năng áp dụng cơ giới hóa cao vượt trội hơn so với các loại
kết cấu khác. Có nhiều công trình trên thế giới sử dụng kết cấu thép, nổi bật có
thể kể đến như: The Empire State Building (New York, Mỹ), Taipei 101 (Đài
Loan, Trung Quốc), Lotte World (Hàn Quốc),...Hiện nay, tại Việt Nam, bên canh
các công trình công nghiệp như nhà máy, hăng ga máy bay,...sử dụng kết cấu
thép để vượt nhịp lớn, xu hướng sử dụng kết cấu thép cho nhà cao tầng bắt đầu
xuất hiện, điển hình là dự án VietinBank Tower (Hà Nội) với các kết cấu cột,
dầm, sàn sử dụng thép định hình.
Bên cạnh những ưu điểm, kết cấu thép có điểm hạn chế rất lớn là khả năng
chịu lực bị ảnh hưởng rất nhiều của yếu tố nhiệt độ. Khi nhiệt độ đạt 5500C, kết
cấu thép bắt đầu mất ổn định dẫn đến phá hoại công trình nhanh chóng. Do đó
yêu cầu bắt buộc với kết cấu thép là phải được bao bọc chống cháy, bảo vệ kết
cấu thép trong điều kiện nhiệt độ cao trong một thời gian nhất định, tạo cơ hội để
dập tắt đám cháy và thoát hiểm khỏi đám cháy an toàn. Có các biện pháp nâng
cao khả năng chịu cháy của kết cấu thép như: sơn bằng sơn chống cháy, phun
vữa chống cháy lên bề mặt, bọc kết cấu thép bằng tấm thạch cao cách nhiệt hoặc
bê tông,...


2

Tuy nhiên câu hỏi đặt ra là: cách tính toán khả năng chịu cháy của kết cấu
có bọc vật liệu chống cháy như thế nào? Tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam đã
đưa ra phương pháp tính toán hay chưa? Dùng loại vật liệu nào thì hiệu quả? Ưu
nhược điểm của từng biện pháp chống cháy cho kết cấu thép là gì?

Mục tiêu nghiên cứu
- Trình bày rõ cách tính khả năng chịu cháy của kết cấu thép có bọc vật liệu
chống cháy.
- Tính toán khả năng chịu cháy cho kết cấu théo có bọc vật liệu chống cháy,
qua đó đưa ra các đánh giá, nhận xét về hiệu quả của các biện pháp bọc vật liệu
cháy.
Phạm vi nghiên cứu
- Các cấu kiện cột, dầm, sàn và khung phẳng thép có bọc vật liệu chống
cháy.
- Nghiên cứu về tính toán khả năng chịu cháy.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu theo tài liệu, thực hành tính toán số để đưa ra các tổng kết, nhận
xét, kiến nghị.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu tham khảo phục vụ cho các kiến
trúc sư, kĩ sư xây dựng trong quá trình tính toán thiết kế công trình sử dụng kết
cấu thép.


3

Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm 3 chương
Chương 1. Tổng quan về kết cấu thép trong điều kiện cháy
Chương 2. Các phương pháp tính toán khả năng chịu cháy của kết cấu thép
có bọc vật liệu chống cháy
Chương 3. Khảo sát tính toán khả năng chịu cháy của một số cấu kiện thép
bọc vật liệu chống cháy

THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN


130

KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ
Kết luận:
- Trong phạm vi luận văn thạc sỹ, đề tài đã trình bày được sự ứng xử của
kết cấu thép trong điều kiện chịu cháy, tổng quan các phương pháp nâng cao khả
năng chịu cháy cho kết cấu thép như: bọc bê tông, sử dụng sơn chống cháy, vữa
chống cháy, tấm thạch cao chuyên dụng,...đồng thời đề tài cũng trình bày các
phương pháp tính toán giới hạn chịu lửa của kết cấu thép có bọc vật liệu chống
cháy theo ba phương pháp: phương pháp sử dụng bảng tra, phương pháp mô
hình đơn giản theo tiêu chuẩn Eurocodes và phương pháp mô hình tiên tiến bằng
phần mềm SAFIR.
- Sau khi tính toán theo các phương pháp, đề tài đã trình bày kết quả khảo
sát về các thông số ảnh hưởng đến giới hạn chịu lửa của từng loại vật liệu chống
cháy và rút ra các nhận xét sau:
+ Giới hạn chịu lửa của vữa chống cháy phụ thuộc lớn vào thông số chiều
dày lớp vữa, các thông số khác như độ dẫn nhiệt của sơn, trọng lượng riêng của
sơn ảnh hưởng rất ít.
+ Giới hạn chịu lửa của bê tông chỉ phụ thuộc vào chiều dày lớp bê tông

bảo vệ vì độ dẫn nhiệt và trọng lượng riêng được xác định là không đổi
+ Giới hạn chịu lửa của tấm thạch cao chống cháy phụ thuộc lớn vào 2
thông số: chiều dày tấm và độ dẫn nhiệt của tấm, các thông số khác ảnh hưởng
rất ít.
Qua việc khảo sát các thông số ảnh hưởng đến giới hạn chịu lửa của các
loại vật liệu chống cháy, đề tài đã tổng hợp và đề xuất các bảng tra thực hành
gồm dữ liệu về 4 loại vật liệu chống cháy: vữa chống cháy, sơn chống cháy, bê
tông và tấm thạch cao. Các bảng tra này giúp người sử dũng dễ dàng tra được


131

các thông số yêu cầu cho việc chống cháy cho kết cấu thép có bọc vật liệu chống
cháy, qua đó lựa chọn được phương án chống cháy phù hợp cho kết cấu thép.
Khuyến nghị:
- Cần bổ sung dữ liệu, kết quả thí nghiệm về các loại sơn chống cháy (sơn
trương phồng) để có thể tiến hành khảo sát các thông số ảnh hưởng đến giới hạn
chịu lửa của sơn.
- Cần tập hợp thêm nhiều dữ liệu về các loại sản phẩm chống cháy có mặt
trên thị trường Việt Nam để các bảng tra thực hành thêm phong phú, số liệu sát
thực với thực tế tại Việt Nam, qua đó người sử dụng dễ dàng có được đáp án phù
hợp cho yêu cầu chống cháy cho kết cấu thép của mình.


132

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Chu Thị Bình (2016), Thiết kế kết cấu công trình theo điều kiện an toàn
cháy, Báo cáo tổng kết kết quả đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường, Trường

Đại học Kiến Trúc Hà Nội.
2. Trương Thị Vân (2014), Khả năng chịu lửa của kết cấu thép có sơn
chống cháy, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội.
Tiếng Anh
3. ASFP ( Association for Specialist Fire Protection), (2009), Yellow book
5th edition : Fire protection for structural steel in buildings.
4. BS 476, Part 21: Fire resistance Tests. Summary of data obtained during
tests on two floor beam assemblies at the Technical Centre for Fire Prevention –
TNO, Rijswijk, Holland.
5. EN 1993-1-1 (2005): Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1.1:
General rules and rules for buildings.
6. EN 1993-1-2 (2005): Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1.2:
General rules – structural fire design.
7. EN 1992-1-2 (2004): Eurocode 4: Design of composite steel and
concrete structures, Part 1.2: General rules – Structural fire design. European
committee for Standardization.
8. Franssen J.M (2005), “SAFIR. A Thermal/ Structural Progarm Modelling
Strutures under Fire”, Engineering Journal, A.I.S.C, Vol 42.
9. KBS Systems, CAFCOTE 300 Data Sheet.
10. KBS Systems, CAFCOTE MANDOLITE CP2 Data Sheet.
11. PROMATECTR 250 Data Sheet.