IYANGIN GÜVENLiĞi Gelecekte, yangın testlerinin getirdiği fiziksel ve maddi kısıtlamaların önünü almak için, bu tür uzmanlaşmış yazılımların kullanımı gündeme gelmektedir. Kuşkusuz, bu tür uygulamalar ancak uzman akademik kurumlarca ve uzmanlarca ele alınabilmektedir. Gerek Eurocode, gerekse diğer gelişmiş ülke standartlarında bu yazılımların analiz bulguları günümüzde halen kullanılan tanımlı kurallara (prescriptive codes) bağlı tasarımın önünü almaktadır. Artık modern yangın yönetmelikleri bilimsel kabul gören analitik bulgu sonuçlarını değerlendirebilen, esnek ve katı kurallara dayanmayan, performansa dayalı (performance-based codes) yönetmelikler halini almaktadır [8,9, 1 O). Bununla birlikte, yangın testlerinin değerli bulguları analitik çalışmaların doğrulanmasında ve gel iştirilmesinde çok önemli bir rol oynamış ve oynamaya devam etmektedir. Makalede, Britanya'da British Steel Corporation (BSC) (günümüzde CORUS olarak bilinmektedir) ve lngiliz Çevre Bakanlığının (DOE) işbirliği ile 39 farklı kiriş ve 14 farklı kolon tekil fırın test sonuçları [11) ile British Research Establishment (BRE) ve BSC tarafından inşa edilen 8 katlı Cardington test binasının [12) tamölçekli 2 adet kiriş ve 4 kompartıman yangını test sonuçları tartışılmaktadır. 2. Tekil Eleman Test Bulguları Tekil eleman testlerinde kiriş numuneleri için standart boylar 4.5 m, kolon numuneleri için 3 m olmaktadır. Testler sabit yük ve artan sıcaklıklar altında gerçekleştirilmektedir. Tüm testlerde fırın atmosferik sı caklığı ISO834 sıcaklık-zaman ilişkisini takip edecek biçimde arttırtmıştır. Standart yangın testlerinde aranan üç dayanım kriterinden; stabilite, bütünlük ve izolasyon kriterlerinden sadece 'stabilite' (stability) kriteri değerlendirilmektedir. Bilindiği üzere 'bütünlük' (integrity) kriteri olarak bilinen koşul, test edilen numunede fisürleşme ve ayrışmanın olup olmadığını ve yangına maruz kalmayan tarafta radyasyonla ısı transferinin gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini ölçmektedir. 'izolasyon' (isolation) kriteri ise, yangına maruz kalmayan tarafta numune yüzeyindeki sıcaklığın 120 °C seviyesine ulaşmamasını ve ileIYANGIN ve GÜVENLiK SAYI 87 78 timle ısı transferinin sınırlandırılmasını amaçlamaktadır. Her iki madde korumasız çelik elemanların taşıma gücünü belirlemede kullanılmamaktadır. Kiriş elemanlarda 'stabilite' kriteri orta açıklık çökmesinin açıklığın 1/30'una (L/30) ulaştığı sıcaklık ve/veya süre olarak kabul edilmektedir. Kolon elemanlarında 'stabilite' kriteri ise uygulanan sabit yükün eleman tarafından dengelenemediği ve hızlı deformasyon artışının başladığı sıcaklık ve/veya süre olarak kabul edilmektedir. 2.1. Kiriş Test Bulguları 254 mm derinlikten 61 O mm derinliğe kadar değişken kesitlere ait numune testleri göstermektedir ki aynı yükleme oranına sahip kirişlerde, yangında göçme sıcaklığı kesit boyutlarından bağımsızdır. Yükleme oranı aşağıdaki ifadeye göre hesaplanmaktadır: uygulamalı moment (1) 20 °C'de moment kapasitesi Yükleme oranı azaldıkça yangın dayanım süresi artmaktadır. O halde her bir yükleme oranına ait göçme sıcaklığı bilinirse, bu sıcaklığa erişmek için gerekli zaman kiriş elemanın dayanım süresini belirlemektedir. Bu deneysel çalışmalar neticesinde BS5950 Part 8 [13) 0.2-0.7 aralığında yükleme oranları için göçme sıcaklıklarını 590-780 °C arasında değişeceğini önermekte ve her bir 0.1 aralık seviyesi için göçme sıcaklıklarını vermektedir. Burada göçme sıcaklığı çelik kirişin yangın tarafında kalan başlığının sıcaklığı olarak tanımlanmaktadır. 'Sınır Sıcaklık Yöntemi' (limiting temperatures) rılsrak tanımlanan bu yöntemle, kiriş yangın dayanımları tasarım amaçlı olarak tahmin edilebilmektedir. Özetle kiriş yükleme oranlarına bağlı deneysel bulgular aşağıda verilmektedir: 1. Basit mesnetli ve betonarme döşemeye kompozit bağlanmamış kiriş testlerinde, 0.54 yükleme oranı 21 dakikalık bir göçme süresi temin ederken, göçme sıcaklığı 650 °C olarak ölçülmektedir. Yükleme oranı 0.245 seviyesine düşürüldüğünde, dayanım süresi 35.5 dakikaya, göçme sıcaklığı ise 690 °C'ye yükselmektedir. 2. Basit mesnetli ve betonarme döşemeye kompozit bağlanmış kiriş testlerinde, 0.9 yükleme oranı 23 dakikalık bir göçme süresi temin ederken, göçme sıcaklığı 660 °C olarak ölçülmektedir. Yükleme oranı 0.54 düzeyine düşürüldüğünde, 35 dakikalık bir göçme süresi sağlanırken, göçme sıcaklığı 742 °C'ye yükselmektedir. Sonuç olarak, benzer yükleme oranları için kompozit kirişler kompozit olmayanlara oranla% 14 daha yüksek göçme sıcaklıklarına ulaşabilmektedir. Ayrıca, yükleme oranının göçme sıcaklıkları üzerindeki etkisi kompozit kirişlerde daha belirginleşmektedir. Kiriş-kolon bağlantı noktalarının rijitliği arttıkça göçme sıcaklığı ve dayanım süresi artış göstermektedir. Bağlantı noktasının rijitliği aşağıda verilen ifadeye göre belirlenmektedir: Mbağlantı (2) M açıklık Mbağlantı birleşimin moment kapasitesini Maçıklık ise kiriş moment kapasitesini tanımlamaktadır. Bağlantı noktası rijitliği 0.3 seviyesinden 1 seviyesine arttırıldığında, göçme sıcaklığı % 19 artarak 759 °C'den 900 °C'ye, dayanım süresi ise % 81 artarak 33 dakikadan 60 dakikaya yükselmektedir. Her iki kirişte de yükleme oranı 0.56 seviyesindedir. Tekil eleman testleri bağlantı noktasının yangın dayanımında önemli bir parametre olduğunu göstermektedir. Ancak eksene! rijitliğin arttırılması ile termal eksenel kuvvetlerin yol açtığı eğilmeli-eksenel kuvvetlerin burkulma hızını arttırabileceği unutulmamalıdır. Çelik kirişin kesit içerisindeki sıcaklık dağılımı yangın dayanımını oldukça yakından ilgilendirmektedir. Bu durumda klasik döşeme-çelik kiriş formları yerine betonun yüksek ısı depolama avantajını kullanacak şekilde çelik s ı caklıkları nı gövde ve başlıklarda azaltacak kiriş detaylandırılmalarına gidilmektedir. Bunlardan en yaygın olarak kul lanılan ları 'Shelf-angle' ve 'Slim-floor' tipi kirişlerdir (Şekil 2). Shelf-angle kiriş tiplerinin yangın dayanımında ısıya maruz gövde yüksekliği (h) (Şekil 2 (a)) önemli rol oynamaktadır. ısıya maruz gövde yüksekliği 282 mm'den 182mm'ye düşürüldüğünde dayanım sü-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=