Az katlı çelik yapıların deprem sonrası cephe yangını durumunda davranışının incelenmesi
Investigation of the behavior of low-rise steel structures in the case of post-earthquake facade fire
Yazar: ALPEREN AHMET BALTAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ DÜĞENCİ ; DOÇ. DR. HÜSEYİN ÇİLSALAR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada hem yatay ve düşey hem de yatay depremler sonrasında meydana gelecek yangın durumu ile sadece yangına maruz bırakılan yapıların bir kompartımanında meydana gelen yangının üst iki kat kolonlarına etki ettirilmesiyle cephe boyunca kolonlarda meydana gelen sıcaklık artışına bağlı olarak oluşan maksimum ve kalıcı göreli kat ötelemeleri incelenmiştir. Bu durumların incelenmesi için 4-6 katlı çelik yapılar Çelik Moment Dirençli Çerçeveler'den oluşturulmuştur. Çerçeveler yangın durumunda koruma tabakası ile kaplanmamış olup korumasız çelik elemanlardan tasarlanmıştır. Çerçevelerin sismik tasarımı, doğrusal olmayan yapısal model üretimi ve tepki analizleri Otomatik Sismik Tasarım ve Analiz (AutoSDA) programıyla oluşturulmuştur. Oluşturulan tasarımlara dayalı olarak OpenSees programında iki boyutlu doğrusal olmayan yapısal modeller deprem sonrası yangın analizleri için oluşturulmuştur. Yapılara 6 farklı tekerrür periyotlu ve her bir periyot için 30 deprem kaydı seçilerek toplamda 180 farklı deprem hareketi uygulanmıştır. Deprem kayıtları Koşullu İvme Spektrumu yöntemiyle seçilmiştir. Üst katlarda meydana gelen yangınlara bağlı sıcaklık zaman eğrileri literatürdeki çalışmalar baz alınarak bir miktar ötelenmiştir. Ötelenme süresi 1000 saniye olarak kabul edilmiştir. Bu analizler sonucunda deprem sonrası yangın ve sadece yangına maruz kalmış yapıların davranışları karşılaştırılmıştır. Deprem sonrası yangının durumunda sadece yangın durumuna göre yapılarda göreli kat ötelemelerinde önemli derece de artışlar gözlemlenmiştir. Bu artış miktarı üst katlarda daha fazla olmuştur.
Anahtar Kelimeler: Çelik Yapılar, Deprem Sonrası Yangın, Cephe Yangını, Kat Ötelenmesi, OpenSess

Abstract:
In this study, the maximum and permanent relative floor displacement caused by the fire situation that will occur after both horizontal and vertical and horizontal earthquakes and the effect of the fire that occurs only in a compartment of the structures exposed to fire on the upper two floor columns due to the temperature increase that occurs in the columns along the facade were examined. In order to examine these situations, 4-6 storey steel structures were formed from Steel Moment Resistive Frames. The frames are not covered with a protective layer in case of fire and are designed from unprotected steel elements. The seismic design of the frames, nonlinear structural model generation and response analyzes were formed with the Automatic Seismic Design and Analysis (AutoSDA) program. Based on the designs, two-dimensional nonlinear structural models were created in the OpenSees program for post-earthquake fire analysis. A total of 180 different earthquake motions were applied to the structures with 6 different recurrence periods selecting 30 earthquake records for each period. Earthquake records were selected using the Conditional Mean Spectrum method. The temperature-time history curves due to the fires in the upper floors have been slightly shifted based on the studies in the literature. The delay time is assumed to be 1000 seconds. As a result of these analyzes, the behavior of the fire after the earthquake and the structures that were only exposed to the fire were compared. Significant increases were observed in the relative floor drifts of the buildings in fire following earthquake cases compared to fire-only situation. This increase was higher in the upper floors.
Keywords: Steel Structures, Fire Following Earthquake, Facade Fire, Story Drift Opensees