Beton ile doldurulmuş çelik kolonların yangın performansının çeşitli parametrelerle belirlenmesi
Determining the fire performance of concrete filled steel (CFS) columns with various parameters
Yazar: İBRAHİM AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK KAAN ÇIRPICI
Erzurum Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Isı geçişi = Heat transfer ; Isı iletimi = Heat conduction ; Yangın = Fire ; Çelik kolonlar = Steel columns

Özet:
Günümüz yapılarında kullanılan beton ile doldurulmuş çelik kolonlar, özellikle yüksek binalar ve geniş açıklıklı yapılardaki inşaatlarda popülerlik kazanmaktadır. Beton ile doldurulmuş çelik kolonlar, betonun yangına karşı çelikten daha iyi bir performans sergilemesinden dolayı beton ve çeliğin beraber kullanılmasıyla meydana gelmektedir. Bu şekilde yapılan uygulama ile sadece beton veya sadece çelik ile yapılan kolonlara nazaran daha iyi bir yangın dayanımı elde edilmektedir. Bunun yanı sıra geleneksel beton kolon veya çelik kolona göre yüksek mukavemet, süneklik, enerji emme kapasitesi, iyi yapısal yangın direnci, ısı izolasyonu gibi özelliklere de etkisinden dolayı yapıya önemli ölçüde avantaj sağlar. Bu özelliklerinden dolayı beton ile doldurulmuş çelik kolonlar yeni binalarda olduğu kadar 1980'lerden kalma binalarda ve köprülerde de yoğun olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada, beton ile doldurulmuş çelik kolonların yangın etkisinde performanslarını etkileyecek potansiyel parametreler kesit şekli (kare, dairesel, dikdörtgen), enine kesit boyutları, çelik kalınlığı, pasif yangın koruma kalınlığı olarak belirlenmiştir. Belirlenen bu parametreler farklı (Standart, Hızlı, Yavaş, Smouldering) yangın etkilerinde beton ile doldurulmuş çelik bir kolonun performansını hangi ölçülerde ne kadar etkilediği belirlenmiştir. Analizler yapılırken Eurocode dizayn eşitlikleri ve ANSYS programı kullanılarak matematiksel model geliştirilmiştir. Bu analizler sonucunda farkı parametrelerde beton ile doldurulmuş çelik kolonun mekanik özelliklerinin nasıl değiştiği incelenmiştir.

Abstract:
Concrete-filled steel columns are becoming increasingly popular in today's construction, particularly in the construction of high-rise buildings and large-span structures. Concrete-filled steel columns are made by combining concrete and steel, as concrete is more fire resistant than steel. This application provides a higher level of fire protection than concrete or steel-only columns. Furthermore, when compared to typical concrete or steel columns, they provide a substantial benefit to the structure due to their effect on attributes such as high strength, ductility, energy absorption capacity, superior structural fire resistance, and heat insulation. Due to their qualities, concrete-filled steel columns were widely utilized in new buildings, as well as in buildings and bridges, beginning in the 1980s. In this study, the cross-section shape (square, circular, and rectangular), cross-section dimensions, steel thickness, and passive fire protection thickness are all potential parameters that might affect the performance of concrete-filled steel columns under fire. The impact of these characteristics on the performance of a steel column filled with concrete in various fire effects (Standard, Fast, Slow, Smouldering) has been determined. Using Eurocode design equations and the ANSYS application, a mathematical model was created throughout the analysis. The mechanical properties of the steel column filled with concrete were investigated in different parameters as a consequence of these analyses.