Çelik, pek çok üstün özelliklere sahip olmasına karşın ısıl değişimlere oldukça duyarlı bir yapı malzemesidir. Yangın nedeniyle ortam sıcaklığının artması sonucunda çelik yapı elemanlarının termal, mekanik ve kullanılabilirlik özelliklerinde olumsuz etkiler gerçekleşir. Yüksek sıcaklık etkisinde çelik malzemede, rijitliği etkileyen önemli parametrelerden biri olan Elastisite Modülü değerinde önemli ölçüde azalma meydana gelir ve buna bağlı olarak sehimde büyük artış görülür. Yangın, yanıcı maddeler, havadaki oksijen ve s üçgeni arasında gerçekleşen yanma olayının zaman ve mekân olarak kontrolsüz bir şekilde yayılmasıdır. Bu çalışmada, yangın durumunda ortaya çıkan yüksek sıcaklık etkisinde, çelik kirişlerdeki mekanik davranış değişimi teorik olarak incelenmiştir. Ortam sıcaklığının yangın etkisindeki değişimi, ISO 834 standardına göre “standart sıcaklık-zaman eğrisi” olarak ifade edilmiştir. Bu sıcaklık değerlerinin çelik kirişler üzerindeki etkisini belirlemek için iletim ve taşınım transfer mekanizmaları kullanılarak üç boyutlu ve zamana bağlı ısı transfer denklemi oluşturulmuştur. Çeliğin termal özelliklerinin sıcaklık artışı ile değişmediği varsayılmıştır. Eurocode 3’te bulunan, sıcaklık değişimlerinin Elastisite Modülü değerlerine olan etkilerine yönelik bağıntılar kullanılmış ve eleman boyunca belirli noktaların rijitlik değerleri elde edilmiştir. Kiriş orta nokta sehim miktarı iki farklı yaklaşım ile hesaplanmış ve oda sıcaklığındaki duruma oranla meydana gelen değişim yüzdeleri incelenmiştir. Özel olarak düzgün yayılı yüklü basit mesnetli bir çelik kirişin her tarafından yangına maruz kalması durumunda; sıcaklık değişimlerinin sonucu olarak, Elastisite Modülü ve Sehim miktarlarında oluşan değişimler sayısal olarak ortaya koyulmuştur. Çelik yapı tasarımında, kirişler özelinde olmak üzere, yangın etkisinin ne denli önemli ve kritik olduğu teorik olarak irdelenmiş ve hesapla gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Çelik Yapılar, Yangın, Mekanik Davranış, Elastisite Modülü, Sehim
|
