Farklı Yangın Senaryolarında Çelik Binaların Yapısal Davranışının İncelenmesi

Abstract

Günümüzde üstün mekanik özellikleri güvenilir, hafif ve yapım süresinin kısa olmasından ve yeniden kullanılabilen (geri dönüşüm) bir malzeme olmasından dolayı çelik yapıların kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Fakat olası muhtemel bir yangın durumunda çelik yapılarda istenmeyen büyük hasarlar meydana gelmektedir. Bu sebeple, can ve mal güvenliği açısından yangın kaynaklı hasarları en aza indirmek için çok çeşitli ve farklı önlemlerin alınması gerekmektedir. Yangın etkisinde bulunan çelik yapı elemanlarında mekanik özellik açısından yangın şiddetine göre değişimler oluşmaktadır. Bu yapılan tez çalışmasında yangın geçirmiş çelik binaların dayanımlarının ve yapı elemanlarının yangın sonrası performansları belirlenmiştir. Bu amaçla tasarım modellemesi yapılan sekiz katlı çelik binada tek kat, ilk üç kat ve tüm yapıda oluşabilecek farklı sıcaklıklarda senaryo yangınların çıktığı öngörülüp bunun sonucunda tasarımı yapılan çelik yapının dayanımındaki değişiklikler göz önüne alınmıştır. Ayrıca ana taşıyıcı yapı elemanların kritik sıcaklıkları hem yangın korumalı hem de yangın korumasız olarak belirlenip bu kritik sıcaklıklarda dayanımın düşmesinin mevcut binaya etki edecek olan yüklerle beraber yapısal performansı nasıl ve ne kadar etkileyeceği detaylıca incelenmiştir. Çelik kolon ve kirişte koruma elemanları olarak kutu alçıpan ve sprey kaplamalı boya öngörülmüştür. Koruma elemanlarından kutu alçıpan kaplama 13,5 mm - 16 mm aralığında ve mineral lifli sprey boya ile kaplama 18 mm - 22 mm aralığında değerler almıştır.Steel buildings are now widely used due to its better mechanical qualities, reliability, light weight, quick construction time, and ability to be reused (recycled). Steel constructions, on the other hand, suffer unfavorable significant damage in the event of a fire. As a result, varied and diverse precautions must be taken to limit fire-related damages in terms of life and property protection. Mechanical properties change as a result of the severity of the fire in the steel structural elements that are affected by the fire. The post-fire performance of the strengths and structural elements of fire-damaged steel buildings was investigated in this thesis. For this purpose, it is predicted that scenario fires will occur at various temperatures in the eight-story steel building, which is intended for one floor, the first three floors, and the entire structure, and as a result, changes in the designed steel structure's strength are taken into account. Furthermore, the critical temperatures of the main load-bearing structural elements are determined as both fire-protected and non-fire-protected, and how and how much the decrease in strength at these critical temperatures will affect structural performance, as well as the loads that will affect the existing building, has been thoroughly investigated. Steel columns and beams are expected to be protected with box gypsum board and spray-coated paint. The box gypsum board coating had values in the range of 13.5 mm - 16 mm, and the mineral fiber spray paint coating had values in the range of 18 mm - 22 mm, among the protection elements.