Luận án tiến sĩ Phạm Thị Ngọc Thu - Đánh giá khả năng chịu lửa cấu kiện thép bọc bảo vệ tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI -------------&------------- Phạm Thị Ngọc Thu ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỬA CỦA CÁC CẤU KIỆN THÉP CHỊU LỰC ĐƯỢC BỌC BẢO VỆ ỨNG DỤNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH NHÀ TẠI VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ Hà Nội – Năm 2021 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI -------------&------------- Phạm Thị Ngọc Thu ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỬA CỦA CÁC CẤU KIỆN THÉP CHỊU LỰC ĐƯỢC BỌC BẢO VỆ ỨNG DỤNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH NHÀ TẠI VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 9580201 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS. Phạm Văn Hội Hà Nội – Năm 2021 luan an i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận án là kết quả công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. luan an ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan …………………………………………………………………… i Mục lục ……….

ii Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu, thuật ngữ …………………………………. vi Danh mục các bảng biểu ………………………………………………………. xi Danh mục các hình vẽ, sơ đồ, đồ thị …………………………………………… xiii Mở đầu ………………………………………………………………………. 01 1 Lý do lựa chọn đề tài ………………………………………………….

01 2 Mục đích nghiên cứu …………………………………………………. 04 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ……………………………………. 04 4 Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………. 04 5 Cơ sở khoa học ……………………………………………………….

05 6 Đóng góp của luận án ………………………………………………… 05 7 Cấu trúc và nội dung luận án …………………………………………. Tổng quan về các hình thức bọc bảo vệ KCT và các phương pháp tính toán kết cấu trong điều kiện chịu lửa ứng dụng cho các công trình nhà ….1 Tổng quan về các giải pháp bọc bảo vệ kết cấu thép ứng dụng cho các công trình nhà …………………………………………….1 Các giải pháp thiết kế phòng chống cháy cho các công trình nhà …….2 Vật liệu thạch cao chống cháy………………………………………… 09 1.1 Quy trình sản xuất thạch cao chống cháy …………………………….2 Cơ chế làm việc của vật liệu thạch cao chống cháy ………………….3 Các hình thức cấu tạo bọc cấu kiện thép bằng tấm thạch cao chống cháy ………………………………………………………………….3 Vật liệu vữa chống cháy ……………………………………………… 14 1.2 Tổng quan về quy trình tính toán kết cấu thép trong điều kiện chịu lửa 16 1.1 Bài toán tính toán kết cấu thép chịu lực khi chịu lửa ………………… 16 luan an iii 1.2 Sự biến thiên nhiệt độ theo thời gian trong mô hình cháy .1 Mô hình cháy danh nghĩa …………………………………………….2 Mô hình cháy tham biến ……………………………………………… 18 1.3 Mô hình cháy thực tế ………………………………………………….3 Sự biến thiên nhiệt độ bên trong kết cấu thép theo mô hình kết cấu .4 Các nguyên tắc tính toán cơ bản .5 Tải trọng tác dụng lên kết cấu trong điều kiện chịu lửa .6 Trạng thái làm việc của các cấu kiện dầm, cột thép trong điều kiện chịu lửa .3 Các nghiên cứu về tính toán kết cấu thép trong điều kiện chịu lửa .1 Các kết quả nghiên cứu trên thế giới .2 Các kết quả nghiên cứu ở Việt Nam .4 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng. 31 Nhận xét chương 1. Bài toán truyền nhiệt trong các cấu kiện thép không bọc và được bọc bảo vệ ………………………………………………………………….1 Bản chất của quá trình truyền nhiệt .1 Hiện tượng bức xạ ………………………………………………….2 Hiện tượng đối lưu .2 Sự thay đổi các đặc tính nhiệt của thép trong điều kiện chịu lửa .1 Hệ số giãn nở vì nhiệt .2 Nhiệt dung riêng .3 Hệ số dẫn nhiệt .3 Bài toán truyền nhiệt trong không gian ba chiều .1 Phương trình truyền nhiệt trong không gian ba chiều .2 Thuật toán DT3D ứng dụng phương pháp PTHH trong bài toán truyền nhiệt ba chiều .1 Mô hình phần tử hữu hạn .2 Xây dựng hàm dạng.

45 luan an iv 2.3 Xây dựng ma trận truyền nhiệt của hệ .4 Rời rạc hóa các bước thời gian trong quá trình khảo sát .4 Ví dụ tính toán và kiểm chứng .1 Ví dụ tính toán .2 Ví dụ kiểm chứng thí nghiệm. 55 Nhận xét chương 2. Xác định khả nănng chịu lực của cấu kiện thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp đơn giản hóa ….1 Sự thay đổi các đặc tính cơ lý của thép trong điều kiện chịu lửa .2 Quy trình tính toán cấu kiện thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp tính đơn giản hóa SMD .1 Khả năng chịu lực của các cấu kiện cơ bản .1 Các cấu kiện dầm chịu uốn theo điều kiện bền .2 Các cấu kiện cột chịu nén theo điều kiện ổn định tổng thể .2 Quy trình tính toán cấu kiện thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp tính đơn giản hóa SMD .3 Ứng dụng SMD cho cấu kiện dầm thép được bọc bảo vệ chịu lực trong điều kiện chịu lửa .1 Trạng thái làm việc của cấu kiện dầm thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa .2 Dầm thép bọc bảo vệ ba mặt theo chu vi .3 Dầm thép bọc bảo vệ ba mặt dạng hình hộp .4 Ứng dụng SMD cho cấu kiện cột thép được bọc bảo vệ chịu lực trong điều kiện chịu lửa .1 Trạng thái làm việc của cấu kiện cột thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa .2 Cột thép bọc bảo vệ bốn mặt theo chu vi …………………………….3 Cột thép bọc bảo vệ bốn mặt dạng hình hộp …………………………. 81 Nhận xét chương 3.

84 luan an v Chương 4. Đánh giá khả năng chịu lực của các cấu kiện thép trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp mô phỏng số ……………….1 Phân tích sự làm việc của cấu kiện thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp mô phỏng số .1 Mô hình Thermal Analysis .1 Các phương trình truyền nhiệt cơ bản .2 Xây dựng ma trận truyền nhiệt của phần tử .3 Mô hình phần tử vật liệu thép trong Thermal Analysis .2 Mô hình Structural Analysis .1 Mối quan hệ ứng suất-biến dạng .2 Xây dựng ma trận ứng suất-biến dạng của phần tử ………………….3 Mô hình phần tử vật liệu thép trong Structural Analysis …………….4 Phân tích Eigenvalue Buckling ……………………………………….3 Các thí nghiệm kiểm chứng .1 Thí nghiệm dầm thép không bọc bảo vệ …………………………….2 Thí nghiệm cột thép chèn gạch ……………………………………….1 Dầm thép bọc bảo vệ ba mặt theo chu vi .2 Dầm thép bọc bảo vệ ba mặt dạng hình hộp .3 Cột thép bọc bảo vệ bốn mặt theo chu vi …………………………….4 Cột thép bọc bảo vệ bốn mặt dạng hình hộp …………………………. 125 Nhận xét chương 4. 132 Kết luận chung .………………………………………………………… 134 Các công trình khoa học của nghiên cứu sinh liên quan đến luận án.

137 Tài liệu tham khảo. 138 Phụ lục Phần code chương trình ví dụ tính toán mục 2.