Investigation of the Mechanical Properties of Different Grade Reinforcing Bars Exposed to High Temperatures

Yıl 2009, Cilt: 9 Sayı: 2, 97 - 103, 01.09.2009

Ali Ergün Gökhan Kürklü M. Serhat Başpınar

Öz

Anahtar Kelimeler

-

Yüksek Sıcaklık Sonrası Farklı Sınıflardaki Betonarme Çeliklerinin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Betonarme yapı elemanlarını oluşturan beton ve çelik, yanmaz malzemeler grubuna girmesine karşılık, yüksek sıcaklık sonrasında fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde önemli değişiklikler meydana gelmektedir. Yangın gibi yüksek sıcaklığa maruz kalmış betonarme yapı elemanlarının değerlendirilmesinde, mevcut malzeme özelliklerindeki değişimlerin bilinmesi gereklidir. Yüksek sıcaklıkta, çelik donatıların akma, çekme dayanımları ile elastisite modülü gibi mekanik özelliklerinde önemli kayıplar meydana gelmektedir. Bu çalışmada, yüksek sıcaklığa maruz kalmış farklı sınıf ve çaptaki betonarme çelik donatıların soğutulduktan sonra mekanik özelliklerinde oluşan değişimler incelenmiştir. Deneysel çalışmada, TS 708’e uygun boylarda hazırlanmış S 220a, S 420a ve S 500a sınıflarında, 12 mm, 16 mm ve 20 mm çaplarında inşaat çelikleri kullanılmıştır. Bu numuneler, fırınlarda 200, 400, 600, 800 ve 1000 oC gibi yüksek sıcaklığa maruz bırakılmış ve daha sonra oda sıcaklığına kadar yavaşça soğutulmuştur. Soğutulan numuneler üzerinde çekme deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarından akma dayanımı, kopma dayanımı, çekme/akma dayanım oranı ve kopma uzaması değerleri alınmıştır. Bu değerler, yüksek sıcaklığa maruz kalmayan 20 oC kontrol numunelerin mekanik dayanım değerleri ile karşılaştırılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre; yüksek sıcaklık sonrasında donatı çeliklerinin mekanik özellikleri, yüksek sıcaklık anındaki durumundan farklı olduğu görülmüştür. Donatı çeliklerinin mekanik özelliklerinde belirgin kalıcı azalmalar, 800 oC ve daha yüksek sıcaklık sonrası ortaya çıkmıştır

Anahtar Kelimeler

Yüksek sıcaklık, Betonarme çelikleri, Mekanik özellikler

Kaynakça

• Akman M.S., 2000. Yapısal Hasarlar ve Onarım İlkeleri”, İnşaat Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, ISBN 975-375-410-7 İstanbul, Türkiye
• (BYKHY, 2009), 2009. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, Türkiye.
• Bingol A.F. ve Gul R. 2009. Residual Bond Strength between Steel Bars and Concrete after Elevated Temperatures, Fire Safety Journal, 44, 854–859.
• Bingöl A. F. ve Gül R. 2009. Donatı-Beton Aderansı, Yüksek Sıcaklıkların Beton Dayanımına ve Aderansa Etkileri Konusunda Bir Derleme, TÜBAV Bilim, 2(2), 211-230.
• Chiang, C.H. ve Tsai, C.L., 2003. Time- Temperature Analysis of Bond Strength of a Rebar after Fire Exposure, Cement and Concrete Research, 33, 1651-1654.
• Haddad, R.H. ve Shannis, L.G., 2004. Post-Fire Behavior of Bond between High Strength Pozzolanic Concrete and Reinforcing Steel, Construction and Building Materials, 18, 425- 435.
• Haddad R.H., Al-Saleh R.J. ve Al-Akhras N.M. 2008. Effect of Elevated Temperature on Bond between Steel Reinforcement and Fiber Reinforced Concrete, Fire Safety Journal, 43, 334–343.
• Eurocode 2 BS EN 1992-1-2:2004. Design of Concrete Structures “Part 1-2: General rules — Structural fire design.
• Karanfil H., 2007. Yüksek Sıcaklık Etkisi Altında Kalan Betonarme Yapılarda Çelik Donatı Özelik Değişimine Paspayı Kalınlığının Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Eskişehir, Türkiye.
• Nikolaou J., Papadimitriou G.D. Microstructures and mechanical properties after heating of reinforcing 500 MPa class weldable steels produced by various processes Construction and Building Materials 18 (2004) 243–254.
• TS 500/2000, Şubat 2000. Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları. Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• TS 708/2010, 2010. Çelik - Betonarme için - Donatı çeliği, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• Ünlüoğlu, E., Topçu, İ.B. ve Yalaman, B., 2007. Yüksek Sıcaklıkta Kalmış Yapılarda Paspayının Betonarme Çelik Donatı Özeliklerine Etkisi, İMO Teknik Dergi, 18(2), 4145-4155.
• Youssef M.A. ve Moftah M., 2007. General Stress–Strain Relationship for Concrete at Elevated Temperatures, Engineering Structures 29, 2618–2634.