PHÂN TÍCH KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN CHÁY CÓ XÉT ĐẾN QUÁ TRÌNH TĂNG NHIỆT VÀ GIẢM NHIỆT
Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Luận án "PHÂN TÍCH KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN CHÁY CÓ XÉT ĐẾN QUÁ TRÌNH TĂNG NHIỆT VÀ GIẢM NHIỆT" tập trung giải quyết vấn đề phức tạp trong phân tích kết cấu liên hợp thép - bê tông dưới tác động của cháy, đặc biệt là quá trình giảm nhiệt thường bị bỏ qua trong các nghiên cứu trước đây. Mặc dù kết cấu liên hợp có ưu điểm chịu lửa tốt hơn kết cấu thép, việc tính toán ứng xử của chúng trong điều kiện cháy còn rất phức tạp và thiếu các tiêu chuẩn, quy chuẩn cụ thể tại Việt Nam. Phần lớn các nghiên cứu trên thế giới chỉ tập trung vào giai đoạn tăng nhiệt của đám cháy, trong khi thực tế nhiều công trình sụp đổ khi đám cháy đang ở giai đoạn giảm nhiệt.
Mục đích chính của luận án là nghiên cứu các đặc tính làm việc của kết cấu liên hợp thép - bê tông trong điều kiện cháy, có xét đến cả hai quá trình tăng nhiệt và giảm nhiệt. Đối tượng nghiên cứu bao gồm các cấu kiện và kết cấu khung phẳng liên hợp thép - bê tông. Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phát triển mô hình vật liệu bê tông CONC-ETC phù hợp cho cả trạng thái tăng và giảm ứng suất trong điều kiện cháy, tách riêng biến dạng từ biến nhanh và biến dạng do lực. Mô hình này được lập trình và tích hợp vào phần mềm phân tích kết cấu SAFIR, sau đó kiểm chứng bằng cách so sánh với kết quả thí nghiệm và các mô hình hiện có.
Các đóng góp và kết luận chính của luận án bao gồm: đề xuất mô hình nhiệt học và cơ học cho vật liệu bê tông có khả năng mô phỏng ứng xử của kết cấu trong cả quá trình tăng và giảm nhiệt, cho kết quả gần với thực nghiệm hơn. Luận án khảo sát sự làm việc của khung phẳng liên hợp thép - bê tông trong điều kiện cháy bằng mô phỏng số, nghiên cứu các tham số ảnh hưởng như giãn nở nhiệt, tỉ số tải trọng, điều kiện liên kết. Đặc biệt, luận án phát triển và giới thiệu hai khái niệm mới là chỉ số DHP (Duration of Heating Phase) và DelayT (Thời gian phá hoại trễ) để đánh giá khả năng chịu cháy của kết cấu trong đám cháy tự nhiên, có xét đến giai đoạn giảm nhiệt. DHP là khoảng thời gian tăng nhiệt tối thiểu mà sau đó kết cấu sẽ bị phá hoại ở giai đoạn giảm nhiệt, còn DelayT là thời gian từ khi đám cháy giảm nhiệt đến khi kết cấu bị phá hoại. Các nghiên cứu cho thấy tỉ số tải trọng sử dụng và độ mảnh của cột ảnh hưởng đáng kể đến DHP và DelayT, trong khi cường độ vật liệu và độ lệch tâm của lực dọc có ảnh hưởng không đáng kể khi tỉ số tải trọng sử dụng được giữ nguyên. Luận án nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét DHP và DelayT trong thiết kế an toàn cháy, bên cạnh giới hạn chịu lửa R truyền thống, để đảm bảo an toàn cho công trình ngay cả sau khi đám cháy được khống chế.