Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) là một trong những loại kết cấu thông dụng nhất trên thế giới, các công trình nghiên cứu về giới hạn chịu lửa của chúng đã sớm được thực hiện tại các nước. Bài báo này giới thiệu các quy định về thiết kế đảm bảo khả năng chịu lửa cho kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) trong quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia (viết tắt tương ứng là QCVN và TCVN). Nghiên cứu tổng quan cho thấy trong số các quy chuẩn và tiêu chuẩn của các nước tiên tiến trên thế giới, các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu chịu lửa của Liên bang Nga và của châu Âu có thể được sử dụng phổ biến tại Việt Nam.
Kết cấu BTCT là một trong những loại kết cấu thông dụng nhất trên thế giới, các công trình nghiên cứu về giới hạn chịu lửa của chúng đã sớm được thực hiện tại các nước Bắc Mỹ, châu Âu và các quốc gia khác, với nhiều yếu tố được khảo sát như đường gia nhiệt, loại cốt liệu, tính chất cơ lý ở nhiệt độ cao của bê tông và cốt thép, quan hệ ứng suất - biến dạng, hình dáng kích thước tiết diện ngang, sự phân phối lại nội lực, v.v…
Kết quả nghiên cứu đã được sử dụng để cập nhật cho các yêu cầu kỹ thuật và cải tiến các phương pháp tính toán được giới thiệu trong các tiêu chuẩn thiết kế tương ứng. Tại Hoa Kỳ, tiêu chuẩn ACI 216.14 [1] mô tả các phương pháp có thể chấp nhận được để xác định khả năng chống cháy của các cấu kiện bê tông cốt thép và khối xây cũng như các bộ phận kết cấu.
Các phương pháp này được sử dụng cho mục đích thiết kế và phân tích và phải dựa trên khả năng tiếp xúc với lửa và các tiêu chí áp dụng đường gia nhiệt theo ASTM E119 [2]. Tại các nước trong Liên minh châu Âu, tiêu chuẩn EN 1992-1-2 [3] đưa ra các quy định chung cho thiết kế kết cấu BTCT chịu lửa, gồm ba phương pháp tính toán là: (i) Phương pháp bảng tra; (ii) Phương pháp tính toán đơn giản hóa; và (iii) Phương pháp tính toán nâng cao. Đối tượng và phạm vi áp dụng của ba phương pháp này được liệt kê trong Bảng 1. Cần chú ý rằng hệ thống tiêu chuẩn châu Âu áp dụng đường gia nhiệt tiêu chuẩn theo ISO 834 [4].
Tại các quốc gia khác, các yêu cầu nhằm đảm bảo khả năng chịu lửa cho kết cấu BTCT được đưa ra trong các tiêu chuẩn thiết kế của Australia (AS 3600) [5], Trung Quốc (GB 20016) [6] Singapore (Quy chuẩn thực hành phòng cháy cho công trình nhà) [7]. Với kết cấu BTCT, Singapore sử dụng phiên bản của Vương quốc Anh (BS EN 1992-1-2) với bộ Phụ lục quốc gia NA SS to EN 1992-1-2. Tại Liên Bang Nga, Tiêu chuẩn SP 468.1325800.2019 [8] cung cấp thông tin về thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép chịu lửa đầy đủ và đồng bộ với các phiên bản năm 2018 của tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và BTCT ở nhiệt độ thường SP 63.13300 [9], là tài liệu cơ sở để soạn thảo TCVN 5574:2018 [10].
Tại Việt Nam, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình QCVN 06 được Bộ Xây dựng liên tục cập nhật trong thời gian gần đây [11-15]. Quy chuẩn quy định giới hạn chịu lửa của cấu kiện BTCT thông qua các bảng số liệu về giá trị nhỏ nhất của kích thước tiết diện ngang và chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép chịu lực chính. Tuy nhiên, Quy chuẩn không đưa ra hướng dẫn cho việc tính toán chi tiết giới hạn chịu lửa của cấu kiện BTCT. Do vậy, rất cần thiết ban hành sớm tiêu chuẩn thiết kế cũng như hướng dẫn thiết kế cho vấn đề này tại Việt Nam.
Nội dung trình bày trong bài báo cho thấy cùng với các quy định mang tính tiền định trong các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình QCVN 06:2022/BXD và Sửa đổi 01:2023 QCVN 06:2022/BXD, bao gồm các bảng tra dựa trên cơ sở các thử nghiệm chịu lửa tiêu chuẩn trên cấu kiện tĩnh định, cần thiết phải sớm biên soạn các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu nói chung và kết cấu bê tông cốt thép nói riêng tại Việt Nam với các phương pháp tính toán đơn giản hóa và nâng cao, có tích hợp những tính chất làm việc thực tế khi cháy của vật liệu và kết cấu.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
