Çelik Depolama Raf Sistemlerinde Pasif Yangın Koruma Yönteminin Deneysel ve Sonlu Elemanlar Çözümlemesi ile İncelenmesi


Özkal F. (Yürütücü), Yazıcı C., Orhan S. , Çırpıcı B., Selamet S., Aliş B.

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Mühendislik Fakültesi
  • Başlangıç Tarihi: Ağustos 2022
  • Bitiş Tarihi: Ağustos 2023

Özet

Bu proje kapsamında depolama raf sistemlerinde, literatürde pasif koruma olarak bilinen yangın geciktirici boyaların kullanılması ve raf sistemlerinde yüksek sıcaklık etkileri sonrasında yapısal özelliklerin ne kadar korunabileceğinin tespiti hedeflenmektedir. Esasen, yangın geciktirici boyaların yaygın biçimde kullanılmamasının en dikkate değer gerekçesi, maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Ancak, aktif koruma şeklinde tanımlanan sprinkler (fıskiye) kullanımı da yangın etkilerine karşı tam olarak koruma sağlayamamaktadır. Zira yangın esnasında tavan seviyesinde bulunan fıskiyelerden bırakılan su alt seviyedeki raflara ulaşamamakta ve yangının söndürülmesine katkı sağlayamamaktadır.
Depolama raf sistemleri için gerek yüksek sıcaklıklar etkisi altındaki davranışı üzerine çalışmaların kısıtlı olması ve gerekse yangın geciktirici (intumesan) boyaların kullanımı üzerine hiçbir çalışma bulunmayışı sebebiyle söz konusu proje ile akademik ve sektörel yönden önemli bir eksiklik giderilmiş olacaktır. Bu durum göz önünde bulundurularak öncelikle boyasız ve boyalı çekme pulları üzerinden hem yüksek sıcaklık etkileri altında hem de yüksek sıcaklık etkileri sonrasında davranışları incelenerek mekanik özelliklerdeki kayıp araştırılacaktır. Literatürdeki sıcaklığın doğrusal olarak artırıldığı depolama raf sistemlerinin yangın sonrası davranışı üzerine yapılmış çalışmalardan farklı olarak, ISO-834 (2014) yönergelerinde tanımlanmış olan Standart Yangın etki ettirilecektir.
Sonrasında ise kiriş-kolon deneyleri için 8 farklı kombinasyon ile deneysel inceleme ve sonlu eleman çözümlemeleri yapılacaktır. Kiriş, kolon ve konektörden oluşan 8 kombinasyon; üç elemanın tamamı boyalı, üç elemanın tamamı boyasız, kolon-konektör boyalı, kiriş-kolon boyalı, konektör-kiriş boyalı, sadece kolon boyalı, sadece kiriş boyalı ve sadece konektör boyalı olacak şekilde tasarlanmıştır. Raf sisteminin tamamının boyanması yerine elemanların tekli veya ikili olarak boyanması durumunda; proje başvurusuna hazırlık olarak gerçekleştirilen sonlu eleman çözümlemeleri sayesinde özellikle moment-dönme eğrileri yönünden başarımı yüksek sonuçlar alınacağı öngörülmektedir.
Bu kombinasyonlardan verimli sonuçlar elde edilmesi halinde, yangın geciktirici boyaların raf sisteminin tamamının yerine sadece ikili veya tekli elemanlara uygulanması ile önemli miktarda ekonomik tasarruf sağlanabilecektir. Proje sonuçlarından hareketle belirlenecek olan kombinasyonların sektörel uygulamasında ise bir sorun yaşanması muhtemel değildir zira belirlenen elemanlar üretim ardından boyanacak ve boyalı halde montajı sağlanacaktır.
Kiriş-kolon numunelerinin de yangın sonrası davranışının inceleneceği deneysel aşama tamamlandıktan sonra, yüksek sıcaklık etkileri altında ve sonrasında gerçekleştirilen çekme pulu deneyleri ile yüksek sıcaklık etkileri sonrasında gerçekleştirilen kiriş-kolon deneylerinin sonuçları kullanılarak çözümleme parametreleri belirlenecek ve kiriş-kolon numunelerinin yangın esnasındaki davranışlarını belirlemek üzere sonlu eleman çözümlemeleri gerçekleştirilecektir. En son aşamada ise yeterli seviyede tasarım farklılıklarına sahip 3 ayrı raf sistemi tüm çerçeve sistem olarak ele alınacak, yapısal çözümlemeye tabi tutularak taşıyıcılık yönünden en kritik bölgeleri belirlenecek, bu bölgelerden yangın başlaması durumunda korumalı ve korumasız sistemlerin davranışı sonlu elemanlar çözümlemesi üzerinden kıyaslanacaktır.