MAKALE
BETON PREFABRİKASYON
OCAK 2015
◆
SAYI : 113
6
tanımlanır. Dünyanın birçok ülkesinde
yapılan deney ve çalışmalarda yangın
başarımlarının belirlenmesi için birebir
ölçekli ya da ölçekli numuneler üzerin-
de yangın deneyleri yapılmaktadır. Bu
deneylerde kullanılan sıcaklık-zaman
eğrileri standart yangın eğrileridir. Sık-
lıkla kullanılan yangın eğrileri arasında
ISO834 ve ASTM E119 bulunmaktadır.
Bu yangın modellerinde odanın gaz
sıcaklığı uniform olarak alınmaktadır.
Duman hareketi ve alev sıçraması
dikkate alınmaz. Bu modeller genel
tutuşma sonrası yangınlar için daha
uygundurlar. ISO834’de verilen sıcak-
lık-zaman eğrisi Denklem-1’de, basit-
leştirilmiş ASTM E119 sıcaklık-zaman
eğrisi Denklem-2’de ve Eurocode hid-
rokarbon yangını eğrisi de Denklem-
3’de verilmektedir. Bu denklemlerden
türetilen sıcaklık-zaman eğrileri Şekil-
1’de verilmiştir.
(1)
(2)
(3)
Şekil-1’de gösterildiği gibi ISO834 ve
ASTM E119 sıcaklık-zaman eğrileri
birbirlerine oldukça yakın eğrilerdir. Bu
çalışma kapsamında “standart yan-
gın” olarak seçilen yangın eğrisi ISO
834’dür.
Malzeme Özelliklerinin Yüksek Sı-
caklıkla Değişimi
Yangın esnasında oluşan yüksek sı-
caklıklarda, yapıların davranışını belir-
leyebilmek için yapıyı oluşturan mal-
zemelerin yangın esnasında ulaştıkları
sıcaklıklar bilinmeli ve o sıcaklıktaki
malzeme özelikleri belirlenmelidir. Nor-
mal sıcaklıktaki bir tasarım, malzeme
özeliklerinin oda sıcaklığındaki (20°C)
değerlerine bağlı kalınarak yapılmakta-
dır. Sıcaklık arttıkça yapı malzemeleri-
nin özelikleri de değişmektedir ve bu
değişim yapının rijitliğini ve buna bağlı
olarak tüm yapının deprem performan-
sını etkilemektedir.
Beton yanıcılık açısından A1 sınıfı yani
“hiç yanmaz” grubunda yer almasına
rağmen herhangi bir nedenle yüksek
sıcaklık etkisine maruz kaldığında, ma-
ruz kalınan sıcaklık ve etki süresi beto-
nun mekanik, fiziksel ve termofiziksel
özelliklerini önemli ölçüde etkilemekte-
dir. Bu etkiler özellikle 600°C ve üstü
sıcaklıklarda daha belirgin bir şekilde
kendini gösterir. Beton bu sıcaklıkta
dayanımının yaklaşık yarısını kaybetti-
dayanımın süresi betonun dökülmediği
varsayımı ile betonun pas payı kalınlı-
ğı ile doğrudan ilişkilidir. Buna karşın
yapısal çelik malzeme kritik sıcak-
lıklarda ani dayanım kayıpları yaşar.
Değerlendirme yapılacak binalar ile
ilgili çalışmaların sağlıklı yürütülmesi
için yüksek sıcaklık etkisinde beton
davranışının; fiziksel, mekanik ve ter-
mofiziksel özelliklerindeki değişimin iyi
bilinmesi gerekir.
AMAÇ VE KAPSAM
Bu çalışma DBYBHY-2007 ve TS500’e
uygun olarak tasarlanmış ve sonrasın-
da zemin katta yangın etkisine maruz
kalmış çok katlı bir betonarme çerçeve
sistemin, yapısal elemanlardaki yan-
gın süresine bağlı (1 saat, 2 saat, 3
saat) dayanım kayıplarının gözetilerek
doğrusal olmayan hesap adımlarıyla
deprem performansının tayinini özet-
lemektedir. Bu amaçla gerçekleştirilen
çalışmada, yangın davranış modelleri,
betonarmeyi oluşturan beton ve dona-
tının yüksek sıcaklıklardaki özelikleri,
betonarme kesitlerin ısıl çözümleme
yöntemleri ve betonarme yapıların
yangın etkisinde yapısal çözümleme
yöntemleri konusu üzerinde durulmak-
tadır. Daha sonra betonarme yapıların
yangın koşullarındaki davranışı, yapı-
yı temsil edebilen modeller üzerinde
doğrusal olmayan çözümlemeleri kul-
lanarak incelenmektedir. Bu inceleme,
geliştirilen modeller ve bilgisayar prog-
ramları yardımıyla gerçekleştirilmekte,
böylece elde edilen sonuçlar irdele-
nerek bazı değerlendirme ve öneriler
oluşturulmaktadır.
ÇALIŞMA
Bir yapı elemanın herhangi bir yangına
karşı dayanım ve dayanıklılığının ölçü-
sü olarak tanımlanan yangın başarımı-
nın hesaplanmasında yangın davranışı
önemli bir yer tutmaktadır. Bu yangın
davranışı sıcaklık-zaman ilişkisi ile
Şekil 1.
Sıcaklık-zaman eğrileri
T − T
o
= 345 log (8 t + 1)
T = 1080 (1 − 0.325e
-0.167 t
−
0.675e
-2.5 t
) + T
o
T = 750 (1 − e
-379553
√
t / 60
) +
170.41
√
t / 60 + T
o
