Betonarme kısa kolonların yangın dayanımlarının çeşitli parametreler açısından irdelenmesi
Evaluation of fire resistance of reinforced concrete short columns by an experimental method
Yazar: HÜSNA AÇIKEL
Danışman: PROF. DR. MUSA HAKAN ARSLAN ; YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ALTIN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tezde, beton dayanımının, pas payının ve yangın süresinin kolonların normal kuvvet taşıma gücüne etkisi ve kolonların doğal yangın dayanımları incelenmiştir. Özellikle betonarme yapı elemanlarında bulunan donatı çeliklerinin yangınlarda oluşan yüksek sıcaklık etkileri altında mekanik özeliklerinde ne gibi değişimler olabileceği ve bunlara betondan yapılmış pas payının ne derece koruyucu etkisi olabileceği irdelenmiştir. Ayrıca çalışmanın içeriğinde yer alan nispeten daha düşük dayanımlı beton ve yüksek dayanımlı beton ayrımı ile özellikle mevcut ve eski betonarme binalarda yangın performansı tartışılmıştır. Çalışma kapsamında üç farklı beton sınıfında (beton basınç dayanımları birbirinden farklı olan) 2,0 /3,0 /4,0 /5,0 cm pas paylarına sahip 25x30x30 cm boyutlarında 12 farklı tipte 60 adet kısa kolon numunesi hazırlanmıştır. Numunelerin üretiminde en düşük dayanıma sahip olan Tip-1 betonlu kısa kolon numunelerinde düz donatı kullanılmıştır. Bu kolon numunelerinden 12 tanesi referans numunesi olarak kullanılmıştır. 48 adet numune ise, 30, 60, 90 ve 120 dk sürelerde doğal olarak oluşturulmuş yangına maruz bırakılmıştır. Yangın sonrasında kısa kolon numunelerinin normal kuvvet taşıma kapasiteleri deneysel olarak elde edilmiştir. Bu numunelerin donatılarının mekanik özellikleri de çekme deneyi sonucunda belirlenmiştir. Deneyler sonucu elde edilen sonuçlar ile yangın öncesi değerler karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Elde edilen sonuçlar özellikle S220 donatısının yangın etkisiyle dayanımlarının arttığını, beton basınç dayanımının özellikle 120 dk ve üzeri yangınlarda önemli oranlarda azaldığını, kolonların ise yangın süresine bağlı olarak çok değişken bir davranış sergiledikleri yangın süresinin artmasının kolon normal kuvvet taşıma kapasitesinde önemli azalmalara sebep olabileceği görülmüştür.  Özellikle yüksek beton dayanımına sahip numunelerde pas payının artması durumunda yangın süresinin uzamasıyla beraber kapasite kaybı daha fazla gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, the effects of concrete strength, concrete cover and fire duration on the axial force carrying capacity of columns and natural fire resistances of columns are examined. Especially, what kind of changes may occur in the mechanical properties of reinforcement steels in reinforced concrete structural elements under the high temperature effects of fires and the degree of protective effect of the concrete cover. In addition, the fire performance of existing and old reinforced concrete buildings was discussed with the separation of low strength concrete and high strength concrete in the content of the study. In the scope of the study, 60 short column specimens of 12 different types were prepared in the sizes of 25x30x30 cm with 2.0 / 3.0 / 4.0 / 5.0 cm concrete cover in three different concrete classes (concrete compressive strength are different from each other). Straight reinforcement was used in short column samples with Type-1 concrete, which had the lowest strength in the production of samples. 12 of these column samples were used as reference samples. 48 samples were exposed to naturally formed fire for 30, 60, 90 and 120 minutes. After fire, axial force carrying capacities of short column samples were obtained experimentally. The strength values of the reinforcement of these samples were also determined as a result of the pull test. The results of the tests are compared with the pre-fire values. The results obtained indicate that the resistance of the S220 reinforcement increases under fire, concrete compressive strength decreases considerably in particular during fires of 120 min and above, the columns exhibit a very variable behaviour depending on the duration of the fire and it has been observed that the increase in the fire duration may cause significant reductions in column axial force carrying capacity. Particularly in the case of samples with high concrete compressive strength, in case of increasing the concrete cover, the capacity loss together with the prolongation of the fire duration is observed more.