Yangına maruz kalan betonarme yapısal elemanların davranışının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Yangın, betonarme bir binanın hizmet ömrü boyunca karşılaşabileceği en ciddi ve tehlikeli durumlardan biridir. Betonarme elemanların yangına maruz kalma sırasında mukavemet ive rijitlikleri önemli bir düşüşe uğrar ve bu dayanım kaybının çoğu geri kazanılamaz. Bunun nedeni beton ve çelik donatının sıcaklığının artması ve malzeme özelliklerinin bozulmadır. Bu çalışma kapsamında, aynı kesit ve donatı konfigürasyonuna sahip, biri referans eleman görevi gören toplam beş (5) adet betonarme kolon üretilmiştir. Referans eleman yangına maruz bırakılmadan sadece dört noktalı statik yüklemeye maruz bırakılmıştır. Diğer dört deney elemanı sadece alt yüzeylerinden 90 dakika boyunca yangına maruz bırakılmıştır. Test elemanları oda sıcaklığında soğumaya bırakıldıktan sonra dört noktalı statik yükleme testlerine tabi tutulmuştur. Yangına maruz bırakılan elemanların akma dayanımı ve rijitliği %12 ile %20 oranında azalmıştır. Numunelerde gözlemlenen kırılma modu tipik olarak çekme bölgesinde başlayan ve basınç bölgesine doğru ilerleyen eğilme çatlakları şeklinde olmuştur. Ayrıca, beton ve donatı çeliğindeki mukavemet kaybından dolayı yangına maruz kalan elemanlarda elastisite modülleri referans elemana göre %60 oranında azalmıştır.

Fire is one of the most serious and dangerous situations that a reinforced concrete (BS) building can encounter during its service life. Reinforced concrete members lose significant strength and stiffness when exposed to fire, and the majority of the strength loss is irreversible. This is due to the temperature rise of concrete and steel reinforcement, as well as the deterioration of material properties. Within the scope of this study, five (5) reinforced concrete columns with the same cross section and reinforcement configuration were produced, one of which serves as a reference element. The reference element was only subjected to four-point static loading and was not exposed to fire. The other four test elements were only exposed to fire from their lower surfaces for 90 minutes. The test elements were subjected to four-point static loading tests after being allowed to cool at room temperature. The yield strength and stiffness of fire exposed elements decreased by 12% to 20%. The fracture mode observed in the specimens was typically bending cracks that began in the tensile zone and progressed to the compression zone. Furthermore, because of the loss of strength in concrete and reinforcement steel, the elasticity modules of the fire-exposed elements decreased by 60% when compared to the reference element.