Betonarme Kolonların Yangın Koşullarında Tasarımı Ve Kontrolü

Abstract

Betonarme kolonların yangın dayanımı için genellikle paspayı değerleri ve enkesit boyutlarını içeren tablolardan yararlanılmaktadır. Ancak, bu konuda geniş ve etkin bir tasarım yapabilmek için analitik formülasyonun esaslarının bilinmesi ve yapılmış olan deneysel çalışmaların bu esaslara göre değerlendirilmesi önem taşımaktadır. Bu çalışmada önce konuyla ilgili olarak yapılmış teorik ve deneysel çalışmalar sonucunda geliştirilen iki ayrı yöntem incelenmiştir. Her iki yöntemde kullanılan formüller Rankine formülasyonuna dayanmaktadır. Birinci yöntemde tasarım formülü üç basamakta elde edilmiştir. Birinci basamak, kolonun arttırılmış ısıdaki plastik ezilme yükünün belirlenmesidir. İkinci basamak, merkezi yüklü kolonların burkulma katsayısının belirlenmesi; üçüncüsü ise eksantrik yükler için lineer olmayan bir büyütme teriminin geliştirilmesidir. Formül, pas payının etkilerini ve narinlik etkisini dikkate alacak şekilde düzenlenmiştir. İkinci yöntem, Rankine yönteminin donatı ve beton özelliklerine sıcaklığın etkisi dikkate alınacak tarzda yangına maruz betonarme kolonlara uyarlanmasıdır. Tez kapsamında deneysel sonuçlarla oldukça uyumlu olan bu iki yönteme ait formülasyon ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Daha sonra bu yöntemler kullanılarak bir bilgisayar yazılımı geliştirilmiştir. Bu yazılım yardımıyla iki ayrı tip probleme, kesit tayini ve kesit tahkiki problemi, ait çok sayıda tipik uygulama yapılmıştır.

The determination of fire resistance of concrete columns is essentially based on tabulated data containing the dimensions of the cross section and values of the concrete cover. However, more scientific approaches such as analytical formulations should be proposed to consulting engineers for a quick and efficient design. In this paper, two apart methods about this issue will be examined. The formulations used in both methods based on Rankine Method. In the first method, the design formula has been obtained in three steps. The first step consists of determining the plastic crushing load of the column at elevated temperature. The second step is the determination of the buckling coefficient for centrically loaded columns. The last step is the development of a nonlinear amplification term for eccentric loads. The formula has been calibrated to take into consideration the particular effects of the concrete cover and the additional amplification appearing fort the high values of slenderness ratio. In the second method, Rankine approximation is extended to RC columns subjected to fire conditions by taking the temperature effects on steel reinforcement and concrete material into consideration. Due to the results of these two methods are reasonably close to the experimental results, in this work, the formulation appertain to this two methods will be comprehensively explained. A computer program is developed by using these methods and a lot of typical numeric examples are given for design and check problems of columns in fire conditions.