Post-fire response of different steel grade materials
Farklı kalitedeki çelik malzemelerin yangın etkisi sonrasındaki davranışı
- Tez No: 886719
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZER ZEYBEK, DOÇ. DR. YASİN ONURALP ÖZKILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Geleneksel düşük karbonlu yapısal çelik, düşük karbon içeriği ile bilinen ve genellikle yapı sektöründe kullanılan çelik türüdür. Kolay şekillendirilebilir ve kaynak yapılabilir özellikleri bu çeliği, binalar, köprüler ve çeşitli inşaat projelerinde yaygın olarak tercih edilen bir malzeme yapar. Düşük maliyeti ve iyi mekanik özellikleri nedeniyle, düşük karbonlu çelik yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Yüksek dayanımlı çelikler, yüksek dayanım/ağırlık oranı ve iyi deprem dayanımı gibi üstün özelliklere sahip olduklarından köprülerde ve yüksek binalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek sıcaklıklara maruz kalmak bu malzemelerin mukavemetini ve rijitliğini etkiler. Yangın sırasında çelikler, yüksek sıcaklıkların etkisiyle önemli mikroyapısal değişikliklere uğrar. Çeliklerin mekanik özellikleri, yüksek sıcaklıkların etkisiyle genellikle zayıflar. Bu amaçla düşük karbonlu çelik ile yüksek dayanımlı çeliklerin yangın sonrası davranışlarının değerlendirilmesi güvenlik açısından önemli bir konudur. Bu amaçla yapı alanının önemli bir konusu olan çelik binaların yangın hasarlarını değerlendirmek için deneysel ve parametrik birleştirilmiş bir çalışma yapılmıştır. Öncelikle kalınlıkları 2,5 mm ile 15 mm arasında değişen yüksek dayanımlı S700MC çelik saclardan kesilen çekme testi kuponları ile kalınlıkları 6 mm ile 12 mm arasında değişen düşük karbonlu S235JR çelik çekme testi kuponları 1200 °C'ye kadar farklı sıcaklıklara maruz bırakılmıştır. Bu numuneler daha sonra test edilmeden önce doğal hava soğutması yoluyla normal oda sıcaklığına soğumaya bırakılmıştır. Elastisite modülü, akma mukavemeti ve nihai çekme mukavemeti gibi yangın sonrası mekanik davranış parametrelerini belirlemek için bu kuponlar üzerinde bir dizi çekme testi gerçekleştirilildi. Test sonuçları, yüksek mukavemetli S700MC çeliği ile düşük mukavemetli S235JR çeliğinin yangına maruz kaldıktan sonraki mekanik davranışlarının, ısıtma sıcaklığı 600 °C'yi aştığında önemli ölçüde değiştiğini göstermiştir. S700MC çeliğinin akma dayanımı kaybı kalınlıkla birlikte artma eğiliminde olsa da kalınlığın S235JR çeliği üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. En yüksek akma dayanımı kaybı S235JR çeliğinde 8 mm kalınlıkta ve 1200 °C sıcaklıkta %50, S700MC çeliğinde ise 12 mm kalınlık ve 1200 °C sıcaklıkta %70 olarak ölçülmüştür. Kalınlığın en yüksek çekme dayanım kaybına etkisi her iki çelik için de sınırlı olduğu gözlemlenmiştir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalma durumunda nihai dayanım kaybı S235JR çeliği için genellikle %30 civarında olurken, S700MC çeliği için bu oran değişmekle birlikte %50'ye kadar çıktığı tespit edilmiştir. Deneysel bulgulara dayanarak, S700MC ile S235JR çeliklerinin mekanik parametrelerindeki değişiklikleri tahmin etmek için yeni bir denklem seti geliştirilmiştir. Bu yeni tahmin denklemleri, yüksek dayanımlı S700MC çeliği ile geleneksel düşük karbonlu S235JR çeliğinden yapılmış binaların yangın olaylarına maruz kaldıktan sonra doğru şekilde değerlendirilmesine olanak tanır. Ayrıca önerilen bu ampirik denklemler geneldir ve akma dayanımı 235 MPa - 420 MPa aralığındaki düşük karbonlu çelikler ile 700 MPa'ya kadar olan yüksek dayanımlı çelikler için geçerlidir. Önerilen denklemler, pratik tasarım standartlarına hemen uyarlanabilecek bir biçimde sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Conventional carbon mild steel is a type of steel known for its low carbon content and generally used in the construction industry. Its easily formable and weldable properties make this steel a widely preferred material for buildings, bridges and various construction projects. Due to its low cost and good mechanical properties, low-strength steel is commonly employed. High-strength steels are widely utilized in bridges and high-rise buildings since they have superior properties such as a high strength/weight ratio and good earthquake resistance. However, exposure to high temperatures affects the strength and stiffness of these materials. During fire, steels undergo significant microstructural changes under the influence of high temperatures. The mechanical properties of steels generally weaken under the influence of high temperatures. For this purpose, evaluating the post-fire behavior of conventional structural mild steel and high-strength steel is an important issue in terms of safety. For this purpose, a combined experimental and parametric study was conducted to evaluate fire damage of steel buildings, which is an important issue in the construction field. Tensile test coupons were cut from high-strength S700MC steel sheets (thicknesses: 2.5 mm to 15 mm) and conventional structural S235JR mild steel sheets (thicknesses: 6 mm to 12 mm). These samples were exposed to varying temperatures up to 1200 °C. After exposure, the specimens were allowed to cool to room temperature naturally through air cooling before being tested. A series of tensile tests was conducted on these coupons to identify the parameters of post-fire mechanical behavior such as the elastic modulus, yield strength and ultimate tensile strength. Test results demonstrated that the mechanical behavior of high-strength S700MC steel and conventional structural S235JR mild steel after exposure to fire changed significantly when the heating temperature exceeded 600 °C. It was observed that while the yield strength loss of S700MC steel tends to increase with thickness, thickness has no significant effect on the yield strength loss of S235JR steel. The highest yield strength loss for S235JR steel was measured as 50% for a thickness of 8 mm at 1200 °C. For S700MC steel, the highest yield strength loss was measured as 70% for a thickness of 12 mm at 1200 °C. The effect of thickness on the ultimate tensile strength loss is limited for both steels. In the case of exposure to high temperatures, the ultimate strength loss is generally around 30% for S235JR steel, while for S700MC steel, it varies but can reach up to 50%. Based on experimental findings, a new set of equations has been developed to estimate changes in the mechanical parameters of S700MC and S235JR steels. These novel predictive equations allow the accurate evaluation of buildings made of high strength S700MC and conventional structural S235JR mild steel after exposure to fire events. Furthermore, these proposed empirical equations are general and valid for low-strength steels with yield strengths in the range of 235 MPa - 420 MPa and high-strength steels up to 700 MPa. The proposed equations are presented in a form that is immediately useful for adoption into practical design standards.
Benzer Tezler
- 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
ALPEREN AHMET BALTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ DÜĞENCİ
DOÇ. DR. HÜSEYİN ÇİLSALAR
- Fire tests of cut and cover tunnel roof segments at positive moment region
Aç-kapa tünel üst döşeme açıklık momenti bölgesinde yangın testleri
KEMAL SARP ARSAVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALP CANER
- Elektrik pano yangınlarına karşı nesnelerin interneti destekli algılama sisteminin geliştirilmesi
Development of an internet of things supported detection system against electric panel fires
MUHAMMED FATİH PEKŞEN
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU
- Sediman taşınım modellemesi ve yönetimi
Sediment transport modeling and management
ROUHOLLAH NASIRZADEHDIZAJI
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLEK EREN AKYÜZ
- Akdeniz bitkilerinin yangınla olan ilişkisinin incelenmesi ve yangın efemerallerinin tespiti
The relationship of Mediterranean plants with fire and the determination of fire ephemerals
GÖKHAN ERGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞATAY TAVŞANOĞLU