Tên luận án:
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
Ngành:
Kỹ thuật xây dựng
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "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" tập trung vào tầm quan trọng của phòng chống cháy trong xây dựng và đề xuất các giải pháp bọc bảo vệ kết cấu thép. Luận án đặt ra mục tiêu xây dựng quy trình thiết kế kết cấu chịu lực trong điều kiện chịu lửa, từ đó đánh giá hiệu quả của các hình thức bọc và khả năng cách nhiệt của vật liệu bọc để lựa chọn giải pháp tối ưu cho công trình. Đối tượng nghiên cứu chính là các cấu kiện dầm, cột thép tiết diện chữ I được bọc bảo vệ bằng thạch cao chống cháy và vữa chống cháy, chịu tác động của lửa từ 3 hoặc 4 mặt.
Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và mô phỏng số. Về lý thuyết, luận án phân tích quy trình thiết kế, mô hình cháy, xây dựng chương trình tính toán quy luật phân bố nhiệt độ bên trong cấu kiện thép, và đề xuất phương pháp đơn giản hóa để xác định khả năng chịu lực. Về mô phỏng số, sử dụng phần mềm ANSYS Workbench để khảo sát trạng thái ứng suất-biến dạng của cấu kiện thép chịu lực được bọc bảo vệ trong điều kiện chịu lửa. Luận án đóng góp bằng việc xây dựng thuật toán DT3D (trong môi trường MATLAB) để tính toán sự phân bố nhiệt độ 3D, đề xuất quy trình tính toán khả năng chịu lực theo phương pháp đơn giản hóa áp dụng cho các cấu kiện dầm, cột thép tiết diện chữ I được bọc bảo vệ, và đánh giá trạng thái ứng xử của các cấu kiện này bằng mô phỏng số.
Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về quy trình thiết kế kết cấu thép chịu lửa được bọc bảo vệ, và ý nghĩa thực tiễn là cung cấp cơ sở cần thiết cho các kỹ sư thiết kế và nhà cung cấp vật liệu chống cháy để xây dựng và lựa chọn giải pháp chống cháy hiệu quả cho từng trường hợp thiết kế cụ thể.
Mục lục chi tiết:
- Chương 1. Tổng quan về các giải pháp bọc bảo vệ kết cấu thép và các phương pháp tính toán kết cấu trong điều kiện chịu lửa ứng dụng cho các công trình nhà
- Trình bày tổng quan về các giải pháp bọc bảo vệ cấu kiện thép trong điều kiện chịu lửa, ứng dụng cho các công trình nhà ở Việt Nam.
- Tổng quan về quy trình tính toán cấu kiện thép chịu lực trong điều kiện chịu lửa.
- Các kết quả nghiên cứu đã đạt được trên thế giới và ở Việt Nam về vấn đề này.
- Chương 2. Phương pháp giải bài toán truyền nhiệt trong cấu kiện thép
- Phân tích bản chất của quá trình truyền nhiệt, mối quan hệ giữa mô hình cháy và mô hình kết cấu trong bài toán tính toán nhiệt độ.
- Trình bày thuật toán DT3D (trong môi trường MATLAB) tính toán sự lan truyền nhiệt bên trong các cấu kiện dầm, cột thép chữ I không bọc và được bọc bảo vệ trong không gian ba chiều.
- Kết quả của bài toán là nhiệt độ thu được tại một vị trí bất kỳ trên cấu kiện trong quá trình khảo sát.
- Kiểm chứng độ tin cậy của thuật toán dựa trên việc kiểm chứng với các thí nghiệm đã được thực hiện.
- Chương 3. Xác định khả năng chịu lực của cấu kiện thép trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp tính đơn giản hóa
- Đề xuất quy trình tính toán khả năng chịu lực của của các cấu kiện thép trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp đơn giản hóa SDM.
- Sử dụng kết quả của thuật toán DT3D để tính toán nhiệt độ trong cấu kiện dầm, cột; từ đó ứng dụng các công thức trong EN1993-1-2:2005 để xác định khả năng chịu lực.
- Trình bày một số ví dụ về tính toán khả năng chịu lực của cấu kiện dầm, cột (tiết diện chữ I) được bọc bảo vệ bằng thạch cao chống cháy và vữa chống cháy, rút ra các kết luận về hướng lựa chọn giải pháp và vật liệu bọc hiệu quả.
- Chương 4. Đánh giá khả năng chịu lực của cấu kiện thép trong điều kiện chịu lửa theo phương pháp mô phỏng số
- Thực hiện mô phỏng (dùng phần mềm ANSYS Workbench) để khảo sát trạng thái ứng suất-biến dạng và khả năng chịu lực của các cấu kiện dầm, cột thép (tiết diện chữ I) được bọc bảo vệ trong điều kiện chịu lửa.
- Giới thiệu hai mô hình bài toán nhiệt Thermal Analysis và bài toán kết cấu Structural Analysis.
- Đề cập mô hình Eigenvalue Buckling trong bài toán phân tích trạng thái làm việc của cột theo điều kiện ổn định tổng thể.