Yüksek sıcaklıklara maruz kalan çelik T-birleşimlerinin yük deformasyon eğrilerinin incelenmesi
Investigation of load deformation curves ofsteel T joints exposed to high temperatures
Yazar: HÜSNA EKŞİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP YAMAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHYAR MAALI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bina yangınları dünya çapında çok sayıda can kaybına ve ciddi ekonomik zararlara neden olmaktadır. Gerektiğinde sökülebilir olması, yüksek mukavemetli olması, m2 ye düşen yapı ağırlığının az olması ve süneklik gibi avantajları ile mühendislere çok katlı ve hafif yapılar tasarlama imkânı sunan çelik yapı elemanlarının, yangın güvenliği sağlanmazsa yangın bu yapılarda tamamen felakete dönüşebilmektedir.
Çelik yüksek ısı iletkenliğine sahip bir malzemedir. Yüksek sıcaklıklarda mukavemetini kaybeder ve yumuşamaya başlar. Eurocode tasarım yönergelerine göre, 550-600̊ C lik bir ortam sıcaklığında çeliğin mukavemetinin %50 sini kaybettiği kabul edilir. Bu nedenle yangın güvenliği özellikle tasarım aşamasında yapısal bütünlüğün olmazsa olmaz bir parçası olarak düşünülmeli ve yapı için gerekli olan yangın güvenlik stratejileri belirlenmelidir. Ayrıca çelik yapılar betonarme yapılar gibi monolitik ve rijit olmadığı için, yangına veya yüksek sıcaklığa maruz kalan çelik yapıların, birleşim bölgelerinden hasar görerek, göçmelerin oluşması kaçınılmaz bir durumdur. Yangına ve yüksek sıcaklığa maruz kalan çelik yapılarda yapı elemanlarının kısmen de olsa korunması ve yüksek sıcaklığın çelik yapı elemanları üzerindeki etkilerinin geciktirilerek, oluşması muhtemel yapı hasarları için tedbir alınmasına yönelik zaman kazanımı ile can güvenliğinin sağlanması amacıyla yapı elemanlarının termal bariyer etkisi oluşturabilecek malzemelerle kaplanması bir yangın güvenlik yöntemidir.
Bu çalışmada, çelik yapılarda taşıyıcı elemanların en yaygın birleşim şekli olan T birleşim bölgelerinin yangın vb. durumlarda ortaya çıkacak yüksek sıcaklığa maruz kalmalarından sonraki durumun yük deformasyon ilişkileri incelenmiştir. Çelik yapı elemanlarının yüksek sıcaklık korunması için geliştirilmiş, yangın etkisine karşı termal bariyer etkisioluşturabilecek, genleşerek yangın yalıtımı sağlayan su bazlı boya ile T birleşimler farklı kalınlıklarda boyanarak, boya kalınlığının birleşim bölgelerinin yük deformasyon eğrileri üzerine etkileri incelenmiştir.

Anahtar kelimeler: Çelik yapı, Isıl genleşme, Yangın güvenliği, Çelik yapılarda yalıtım, Korumasız çelik, Yüksek sıcaklık etkisi, Bulonlu birleşimler,Kolon-kiriş birleşimleri, Termal iletkenlik

Abstract:
Building fires cause worldwide casualties and serious economic losses.Steel structure elements, which offer engineers the opportunity to design multi-storey and light structures with advantages such as being dismantled when necessary, high strength, low structure weight per square meter and ductility, can turn into a disaster in these structures if fire safety is not provided.
Steel is a material with high thermal conductivity. It starts to melt at high temperatures. According to Eurocode design guidelines, it loses 50% of steel strength at 550-600 degrees. For this reason, fire safety should be considered as an indispensable part of structural integrity, especially at the design stage, and the fire safety strategies required for the building should be determined.
In addition, since steel structures are not monolithic and rigid, such as reinforced concrete structures, the building elements are partially protected in steel structures exposed to fire or high temperature and in order to take measures for possible structural damage by delaying the effects of high temperature on steel structure elements and to ensure life safety. It is a fire safety method to cover the elements with materials that can create a thermal barrier effect.
In this study, the load deformation relations of the T joints, which are the most common form of informatics of bearing elements in steel structures, are investigated after exposure to high temperatures that will occur in cases such as fire. The effects of paint thickness on the load deformation curves of the joints were investigated by painting T compositions in different thicknesses with water-based paint, which was developed for high temperature protection of steel construction elements, which can create a thermal barrier effect against its widespread effect, and provides fire insulation by expanding.

Keywords: Steel structure, thermal expansion, fire security, insulation in steel structures, unshielded steel, high temperature effect, bolted connections. column and beam connections, thermal conductivity