TCVN 9311-3:2012 — Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận công trình xây dựng - Phần 3: Chỉ dẫn về phương pháp thử và áp dụng số liệu thử nghiệm
Trạng thái: Bản chuyển từ PDF trong kho Drive, đang hậu kiểm. Bảng, hình và trang có ký hiệu/bố cục phức tạp giữ bằng ảnh từ PDF; nội dung trong ảnh chưa tìm kiếm hoặc chỉnh sửa như văn bản được. Chưa đối chiếu độc lập toàn bộ với bản phát hành chuẩn.
Hồ sơ VSQI ghi còn hiệu lực (A); tra cứu ngày 13/10/2026.
Danh mục tiêu chuẩn cùng lĩnh vực.
Nguồn đối chiếu: PDF là bản dàn lại; chưa đối chiếu độc lập toàn bộ với bản phát hành chuẩn.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA ISO 834-3:1994 THỬ NGHIỆM CHỊU LỬA - CÁC BỘ PHẬN CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - PHẦN 3: CHỈ DẪN VỀ PHƯƠNG PHÁP THỬ VÀ ÁP DỤNG SỐ LIỆU THỬ NGHIỆM Fire - resistance test - Elements of building construction - Part 3: Commentary on test method and test data application
Lời nói đầu
TCVN 9311-3:2012 hoàn toàn tương đương với ISO/TR 834- 3:1994.
- TCVN 9311-1:2012, Phần 1: Yêu cầu chung.
- TCVN 9311-3:2012, Phần 3: Chỉ dẫn về phương pháp thử và áp dụng số liệu thử nghiệm.
- TCVN 9311-4:2012, Phần 4: Các yêu cầu riêng đối với bộ phận ngăn cách đứng chịu tải.
- TCVN 9311-5:2012, Phần 5: Các yêu cầu riêng đối với bộ phận ngăn cách nằm ngang chịu tải
- TCVN 9311-6:2012, Phần 6: Các yêu cầu riêng đối với dầm.
- TCVN 9311-7:2012, Phần 7: Các yêu cầu riêng đối với cột.
Bộ ISO 834 Fire-resistance tests - Elements of building construction, còn có các phần sau:
- ISO 834-9:2003, Fire-resistance tests - Elements of building construction - Part 9: Specific requirements for non-loadbearing ceiling elements
- ISO/DIS 834-10, Fire resistance tests - Elements of building construction - Part 10: Specific requirements to determine the contribution of applied fire protection materials to structural elements
- ISO/DIS 834-11, Fire resistance tests - Elements of building construction - Part 11: Specific requirements for the assessment of fire protection to structural steel elements
TCVN 9311-3 : 2012 do Viện Kiến trúc, Quy hoạch Đô thị và Nông thôn biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. THỬ NGHIỆM CHỊU LỬA - CÁC BỘ PHẬN CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - PHẦN 3: CHỈ DẪN VỀ PHƯƠNG PHÁP THỬ VÀ ÁP DỤNG SỐ LIỆU THỬ NGHIỆM Fire - resistance test - Elements of building construction - Part 3: Commentary on test method and test data application
1. Phạm vi áp dụng
2. Tài liệu viện dẫn
1 Sắp ban hành
ISO/TR 10158, Principles and rationale underiying calculation methods in relation to fire resistance of structural elements (Nguyên tắc và phương pháp tính toán cơ bản liên quan đến tỉnh chịu lửa của các bộ phận kết cấu).
3. Quy trình thử nghiệm chuẩn
3.1. Chế độ đốt nóng
T = 1325(1 - 0,325 e-0,2t - 0,204 e-1,7t - 0,471 e-19t) Trong đó: T nhiệt độ tăng, tính bằng độ °C; t thời gian xảy ra tăng nhiệt độ, tính bằng h. Để thiết lập độ lệch phần trăm, d, được quy định tại 6.1.2 của TCVN 9311-1 : 2012, việc so sánh các diện tích nằm giữa đường cong nhiệt độ/ thời gian trung bình trong lò thử nghiệm và đường cong nhiệt độ tiêu chuẩn nói trên có thể thực hiện được nhờ sử dụng thước đo diện tích trên biểu đồ số liệu hoặc thông qua tính toán theo quy tắc của Simpson hoặc quy tắc hình thang.
T= 1100(1 - 0,325 e-0,1667t - 0,204 e-1,417t - 0,471 e-15,833t) Trong đó: T nhiệt độ tăng, tính bằng độ °C; t thời gian tại thời điểm đó xảy ra sự tăng nhiệt độ, tính bằng h. Hoặc viết dưới dạng tiện dụng:
2 ISO/TR 3956, ISO/TR 10158 hiện đã hủy
T = 1100(1 - 0,33 e-0,17t) Trong đó:
3.2. Lò thử nghiệm
Trong lò thử nghiệm có cả bức xạ từ khí đốt và bức xạ từ bề mặt tới bề mặt. Bức xạ từ khí đốt phụ thuộc vào nhiệt độ và đặc tính hấp thụ nhiệt của khí đốt trong lò và cũng phụ thuộc mạnh vào thành phần nhìn thấy của ngọn lửa.
Một phương pháp để giảm bớt những vấn đề như đã nêu có thể áp dụng được đối với những dạng lò thử nghiệm hiện thời là lót thành lò bằng những vật liệu có quán tính nhiệt thấp dễ dàng biến đổi theo nhiệt độ khí đốt lò thử nghiệm, chẳng hạn như các loại vật liệu có các đặc tính được quy định tại 5.2 của TCVN 9311-1 : 2012. Sự chênh lệch giữa nhiệt độ khí đốt và thành lò sẽ được giảm bớt và lượng nhiệt tăng lên từ buồng đốt đến mẫu thử nhờ bức xạ từ những thành lò và do đó sẽ cải thiện được tính tương đồng giữa các kết quả thu được tại các lò thử nghiệm có thiết kế khác nhau.
Cuối cùng, một trong những công cụ hữu hiệu nhất trong việc điều chỉnh cho những thiết kế lò thử nghiệm hiện thời nhằm cải thiện độ ổn định giữa các lò thử nghiệm là việc hiệu chuẩn thường xuyên. (xem 3.11).
3.3. Làm khô mẫu thử
3.3.1. Lượng ẩm không đạt chuẩn trong bê tông
Các cấu kiện tòa nhà tiếp xúc với môi trường nhiệt độ có xu hướng thay đổi theo chu kỳ nhiệt độ và/hoặc độ ẩm của khí quyển, trừ khi các tòa nhà được điều hòa không khí và sưởi ấm liên tục. Tính chất của các vật liệu chế tạo cấu kiện và kích thước của cấu kiện sẽ quyết định mức độ dao động của độ ẩm của cấu kiện, xung quanh điều kiện trung bình. Việc liên hệ trạng thái mẫu thử với điều kiện sử dụng bình thường có thể gây ra các thay đổi về hàm lượng ẩm của bộ phận kết cấu mẫu thử, đặc biệt là các thành phần hút ẩm từ không khí có khả năng hút ẩm cao như ximăng pooclăng, thạch cao và gỗ. Tuy nhiên, sau khi làm khô mẫu thử theo như quy
Trong đó:
Td tính chịu lửa trong điều kiện được sấy khô trong lò sấy, tính bằng h; b hệ số biến thiên về độ thẩm thấu. (Đối với gạch, bê tông đặc và bê tông phun, giá trị b có thể lấy là 5,5; đối với bê tông nhẹ lấy là 8,0 và bê tông tổ ong lấy là 10,0).
Nếu các kỹ thuật làm khô nhân tạo được áp dụng để đạt được hàm lượng ẩm phù hợp với điều kiện tham chiếu tiêu chuẩn, thì phòng thí nghiệm chịu trách nhiệm tiến hành thử nghiệm phải tránh các phương pháp có thể làm thay đổi đáng kể các đặc tính của vật liệu cấu thành mẫu thử.
3.3.2. Xác định lượng ẩm của bê tông đã đông cứng theo độ ẩm tương đối. Phương pháp để xác định hàm lượng ẩm tương đối trong mẫu thử bêtông đã đông cứng có thể dùng các bộ phận cảm biến điện được mô tả tại thư mục tài liệu tham khảo [4]. Một quy trình tương tự cùng với các bộ phận cảm biến điện có thể được áp dụng để xác định hàm lượng ẩm tương đối trong mẫu thử chịu lửa làm từ các vật liệu khác.
3.4. Cung cấp nhiên liệu và phân phối nhiệt
Hiện tại, việc xác định lượng nhiên liệu không nằm trong các số liệu được yêu cầu trong suốt quá trình tiến hành thử nghiệm chịu lửa, mặc dù thông số này thường được các phòng thí nghiệm đo được và người áp dụng tiêu chuẩn này được khuyến khích có được các thông số trên cho các bước triển khai tiếp theo. Các chỉ dẫn dưới đây có thể áp dụng để ghi lại mức tiêu thụ nhiên liệu trong quy trình thử nghiệm.
Cũng phải lưu ý rằng việc đo lượng nhiên liệu có thể có sự chênh lệch đáng kể khi thử nghiệm các kết cấu thép được làm nguội bằng nước hoặc kết cấu thép có mặt cắt lớn.
3.5. Kỹ thuật đo áp lực
Khi lắp đặt ống dùng trong các cảm biến áp lực, cảm biến và ống chuẩn phải luôn được coi là một cặp và đường dẫn (nối với nhau) được lấy thăng bằng ở các vị trí đo theo mọi hướng đối với dụng cụ đo. Trường hợp thiếu ống chuẩn, vẫn phải được coi là tồn tại với đúng chức năng của nó (không khí trong phòng giữa hai vị trí đo nào đó, trong trường hợp này, tượng trưng cho ống chuẩn).
Khi các ống chuẩn và cảm biến ở cùng cao độ, các ống có thể có nhiệt độ khác nhau.
2.6. Quy trình sau khi ngừng cấp nhiệt
Trong hầu hết các trường hợp, cả hai thử nghiệm nói trên đều cản trở khả năng tiếp tục thử nghiệm chịu lửa vượt quá thời hạn cháy yêu cầu. Với nhu cầu tăng lên về việc cung cấp số liệu cho phép ngoại suy và cho những mục đích tính toán khác, việc tổ chức thử nghiệm phải được khuyến khích để duy trì thời hạn thử nghiệm chịu lửa tới khi các tiêu chí về giới hạn có thể vượt qua một cách an toàn.
3.7. Kích cỡ mẫu thử
Việc sử dụng mẫu thử có kích cỡ thực được khuyến khích áp dụng do xuất phát từ những khó khăn để đạt được tính năng chịu lửa hoàn toàn theo tỷ lệ mẫu thử của hầu hết cấu kiện chịu tải và một số bộ phận ngăn cách.
3.8. Cấu tạo mẫu
Trong TCVN 9311-1 : 2012 quy định những vật liệu được sử dụng trong mẫu thử, phương pháp thi công và lắp đặt phải đại diện cho việc sử dụng cấu kiện trong thực tế.
Cần lưu ý rằng, chỉ trừ khi có trường hợp đặc biệt nào khác, có thể chế tạo các mẫu thử theo một tiêu chuẩn cao hơn những gì có thể xảy ra trong thực tế. Mặt khác, sự quan tâm đến tính nhất quán trong việc chế tạo mẫu thử cũng quan trọng, để không dẫn đến các kết quả ngoại lai do những khuyết tật trong kết cấu này. Do đó việc mô tả chi tiết và chính xác về mẫu thử và điều kiện của nó trong thời gian thử nghiệm là rất cần thiết để bổ sung thêm các số liệu thử nghiệm, và khi cần thiết phải nêu bật các đặc điểm này để giải thích cho những điều bất bình thường xảy ra trong các kết quả thử nghiệm.
3.9. Chất tải
3.10. Điều kiện biên và ngăn cản biến dạng
3.10.1. Giới thiệu
xem xét, đánh giá khả năng chống giãn nở nhiệt. Tính liên tục xuất hiện ở các dầm liên tục, chẳng hạn đặt liên tục lên hơn hai gối tựa, cũng có khả năng gây ra xoay của các kết cấu;
3.10.2. Cấu kiện chịu uốn (dầm, sàn, mái)
3.10.3. Cấu kiện hướng trục (cột, tường chịu tải)
Vì những lý do trên, nên tiến hành các thử nghiệm cho các cột hoặc các tường chịu tải chống lại giãn nở (giãn dài) hoặc có các đầu được ngăn cản biến dạng hoàn toàn.
3.10.4. Tường và vách ngăn không chịu lực
3.10.5. Đo lường trong phòng thí nghiệm Vì hiện nay thiếu các thông tin về các tác dụng của ngăn cản biến dạng giãn nở nhiệt hoặc xoay, các
phòng thí nghiệm nên cố gắng xác định độ lớn và chiều của các lực ngăn cản biến dạng, khi thử nghiệm các mẫu thử được ngăn cản biến dạng dưới bất kỳ hình thức nào.
3.11. Hiệu chuẩn
Một phương pháp hiệu chuẩn chú trọng vào các điều kiện nhiệt độ và áp lực trong lò thử nghiệm được mô tả trong tài liệu tham khảo có liên quan.
4. Tiêu chí về tính chịu lửa
4.1. Mục tiêu
Biểu đồ đường cong nhiệt độ/ thời gian được quy định trong tiêu chuẩn này chỉ đại diện cho một số điều kiện tiếp xúc lửa có thể xảy ra trong giai đoạn phát triển đám cháy và phương pháp này không định lượng tình trạng của một kết cấu trong tình huống cháy thực tế trong một khoảng thời gian xác định (xem 3.1).
4.2. Khả năng chịu tải
4.3. Tính toàn vẹn
4.4. Tính cách nhiệt
Khi kết cấu ngăn cách được thử nghiệm là không được cách nhiệt hoặc vượt quá giới hạn nhiệt độ
quy định, sự bức xạ nhiệt từ mặt không tiếp xúc với lửa có thể đủ để làm tấm đệm sợi bông bùng cháy.
4.5. Các đặc tính khác
Khi áp dụng các phương pháp thử nghiệm quy định trong tiêu chuẩn này cho các vật liệu tạo thành mẫu thử có thể xuất hiện một số các đặc tính khác không mong muốn trong quá trình tiến hành thử nghiệm, chẳng hạn như hiện tượng tạo khói. Các hiện tượng này không được đề cập trong tiêu chí này mà được đánh giá chính xác hơn bằng các phương pháp thử nghiệm riêng.
5. Phân loại
6. Độ lặp lại và tái tạo lại
Trong khi tiêu chuẩn này được soát xét nhằm tăng độ lặp lại và tái tạo lại, cho đến nay chưa có bất cứ một chương trình thử nghiệm tổng hợp trước đó khai thác số liệu để lấy các số liệu thống kê về độ lặp lại và tái tạo lại các thử nghiệm chịu lửa nêu trên. Khi việc thử nghiệm lặp lại với các mẫu thử giống nhau là không yêu cầu và không theo thói quen, nên các số liệu thống kê có sự biến động rất ít. Tuy nhiên vẫn tồn tại một số nguồn số liệu được thu thập khác nhau. Độ lặp lại và tái tạo lại thường được thể hiện theo độ lệch tiêu chuẩn hoặc hệ số biến thiên (tỷ lệ giữa độ lệch chuẩn và giá trị trung bình tổng thể được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm); nó cũng có thể được thể hiện sự chênh lệch tới hạn hoặc độ chính xác tương đối (chênh lệch tới hạn trong đó hai giá trị trung bình có thể đạt tới 95 % thời gian). Hiện nay chưa có sự ước tính đúng cho một hệ số chênh lệch về độ tái tạo tại, nhưng các kinh nghiệm chỉ ra rằng, độ lặp lại giữa các phòng thí nghiệm có thể gấp hai hoặc ba lần độ tái tạo lại trong phòng thí nghiệm.
Độ lặp lại và tái tạo lại có thể được cải thiện nhờ nghiên cứu các yếu tố sau đây:
6.1. Độ lặp lại
Độ lặp lại là một số đo về khả năng thay đổi theo thời hạn chịu lửa liên quan đến các thử nghiệm tái tạo lại với cùng một tổ hợp danh nghĩa trong một phòng thí nghiệm độc lập. Khả năng biến đổi theo thời gian chịu lửa đo được có thể do các nhân tố ngẫu nhiên hoặc nhân tố mang tính hệ thống, và có thể có liên quan đến:
a) Tổ hợp mẫu thử;
b) Trang thiết bị (về lò thử nghiệm và thiết bị chất tải);
c) Thiết bị điều khiển;
d) Người điều khiển (việc kiểm tra hoặc giám sát);
e) Các tác động của môi trường. Các yếu tố ngẫu nhiên bao gồm khả năng thay đổi về vật liệu và tay nghề; độ lớn tải trọng và phân bố tải trọng (ví dụ, mức độ ngàm, tính ổn định tại đầu mút, độ lệch tâm của tải trọng); sự biến đổi của thiết bị cảm biến và các dụng cụ đo; các ảnh hưởng đến người điều khiển, các thay đổi về môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, v.v...).
6.2. Độ tái tạo lại
- Chênh lệch giữa các lò thử nghiệm (ví dụ, kích cỡ mẫu thử, dạng nhiên liệu đốt, số lượng, hình dạng và hướng lò);
- Chất tải kết cấu (ví dụ, phương pháp chất tải, phân bố tải trọng, độ lệch tâm của tải trọng);
- Các điều kiện biên (ví dụ, ngăn cản biến dạng, sự làm mát quanh lò);
- Trang bị các dụng cụ điều khiển và ghi nhận (ví dụ tự động/thủ công; nhiệt độ; áp lực);
- Diễn giải các điều kiện và tiêu chí thử nghiệm.
7. Phép nội suy và phép ngoại suy
7.1. Phép nội suy
7.2. Phép ngoại suy
Một số các yếu tố khác có ảnh hưởng đến khả năng tạo lập các phép nội suy và ngoại suy. Khi biết trước được các số liệu ngoài yêu cầu, thì tất cả các thông số liên quan phải được điều chỉnh và nếu cần các phép đo bổ sung cũng được tiến hành để tạo thuận lợi cho công việc này. Có ba thông số chủ yếu cần được xem xét cho mục đích trên:
a) Những thay đổi về kích thước: chiều dài, chiều rộng, chiều dày,...;
b) Những thay đổi về vật liệu: cường độ, mật độ, tính cách nhiệt, độ ẩm;
c) Những thay đổi về tải trọng và thiết kế - tải trọng, các điều kiện biên, các phương thức ghép nối và ổn định.
Các phép nội suy và ngoại suy có thể được phân chia thành 4 nhóm, trong đó mỗi nhóm có độ phức tạp tăng lên. Các nguyên tắc chính xác và các giới hạn áp dụng sẽ cần phải được sự nhất trí của các cơ quan cấp quốc gia, sử dụng các quy trình sau:
a) Các nguyên tắc thiết kế định lượng dựa trên các thử nghiệm chịu lửa và các khái niệm chung. Các nguyên tắc đó chỉ dùng cho các chuyên gia trong lĩnh vực này.
b) Các nguyên tắc thiết kế định lượng (hoặc các nguyên tắc kinh nghiệm) được dựa trên các thử nghiệm chịu lửa trong đó quy định một giá trị nào đó về chịu lửa của các vật liệu, sản phẩm tránh được các kết quả không thực tế.
Tham khảo thêm trong tiêu chuẩn ISO/TR 10158.
8. Mối quan hệ giữa tính chịu lửa và đám cháy công trình
Đặc biệt, thời gian được ghi nhận trong thử nghiệm chịu lửa, đối với tiêu chí này, không phải chịu mối
quan hệ trực tiếp với thời gian phá hoại, trong đám cháy thực tế. Điều này đã được ghi nhận như một nguyên tắc ngay từ lúc bắt đầu thử nghiệm [12], [13]. Việc kiểm tra tính năng thông qua tiến hành thử nghiệm chịu lửa đã có từ hàng trăm năm nay. Các thử nghiệm ban đầu đã tạo ngọn lửa bằng khí đốt, dầu, gỗ, thậm chí kết hợp các loại nhiên liệu nói trên. Sự khác nhau lớn về điều kiện thử gây ra khó khăn cho việc so sánh và đánh giá các kết quả thu được.
Hệ thống phân loại được đưa ra, trong đó các bộ phận đặt trong một khoảng thời gian dài hơn trong lò thử nghiệm thử nghiệm nhằm đưa ra các tiêu chuẩn lựa chọn được thừa nhận là có thể có tính năng tốt hơn khi xảy ra cháy công trình trong thực tế. Ingberg, là người đầu tiên sử dụng khái niệm diện tích bằng nhau, cố gắng và biểu diễn thử nghiệm tiêu chuẩn trong các tình huống cháy thực tế, thu được mối quan hệ tương đương giữa tải trọng cháy mô phỏng cần thiết và thời hạn chịu lửa.
THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wickstrom, U. The plate thermometer- A simple instrument for rraching harmonized fire resistance test. SP-RAPP 1986: D. Swedish National testing Instutute, Boras 1983 : 03. [2] Harmathy, T.Z. Experimental Study on moisture and fire endurance, Fire technology, I 91), 1986 [3] ASTM E 119 Standard method of fire tests of building construction and materials [4] Menzel, C.A, A. Method for determining the moisture condition of hardened concrete in term of relative humidity. In Proceeding American society for testing and materials ASTM .55.1955, page 1 085. [5] Wood handbook of the forest products laboratory, US Department of Agriculture, pp. 14-2,14-3, 1987. [6] ASTM D 4444, Standard test methods for use and calibration of hand-held moisture meters [7] NBSIR 81-2415, Furnance pressure probe investigation, National Bureau of Standards. [8] OLSSON, S, Swedish National testing instate technical report of standards, SP-RAPP 1985-2 [9] CEN/TC 127/WI 57, Fire resistance testing- Commmisioning anf calibration of furnances. [10] INGBERG, SH. Fire tests brick wall, building material an structures report 143 . US Department of Commece, National Bureau of Standards, 1954. [11] Task group report on repeatability and reproducibility of ASTM E119 fire test. ASTM Research report RR : 05-1003 (1981) [12] BLETZACKER, RW. The Role of research and testing in Building Code Regulation. News in Engineering. The Ohio State University, 1962 [13] BS 476-10:1983, Guide to the Principles and application of fire testing. [14] ODEEN, K Standard fire endurance test- Discussion, Criticism, and Alternatives. ASTM STP 464,
[15] ROBERTSON, A.F. and GROSS D. Fire load, fire severity, and fire endurance. ASTM STP 464, 1970. [16] HARMATHY,T.Z. The fire resistance test and its relation to real- world tires. Fire and materials 5(3), 1981. MỤC LỤC 1. Phạm vi áp dụng 2. Tài liệu viện dẫn 3. Quy trình thử nghiệm chuẩn
3.1. Chế độ đốt nóng
3.2. Lò thử nghiệm
3.3. Làm khô mẫu thử
3.4. Cung cấp nhiên liệu và phân phối nhiệt
3.5. Kỹ thuật đo áp lực
3.6. Quy trình sau khi ngừng cấp nhiệt
3.7. Kích cỡ mẫu thử
3.8. Cấu tạo mẫu
3.9. Chất tải
3.10. Điều kiện biên và ngăn cản biến dạng
3.11. Hiệu chuẩn
- Tiêu chí về tính chịu lửa
4.1. Mục tiêu
4.2. Khả năng chịu tải
4.3. Tính toàn vẹn
4.4. Tính cách nhiệt
4.5. Các đặc tính khác
- Độ lặp lại và tái tạo lại
6.1. Độ lặp lại
6.2. Độ tái tạo lại
- Phép nội suy và phép ngoại suy
7.1. Phép nội suy
7.2. Phép ngoại suy
Thư mục tài liệu tham khảo