Araştırma, soğuk şekillendirilmiş çelikten üretilen depo raf dikmelerinin yüksek sıcaklığa maruz kalıp tekrar ortam sıcaklığına soğutulduktan sonra ne kadar dayanımını koruduğunu deneysel olarak inceliyor. E250 ve E350 çeliklerinden toplam 112 çekme kuponu 300–900 °C arasında ısıtılıp soğutulmuş; ayrıca E250 kalite, 1,6 mm kalınlığındaki delikli omega kesitli raf dikmeleri üzerinde 10 kısa kolon basınç deneyi yapılmıştır. 900 °C'ye ulaşıldığında akma dayanımının farklı numune gruplarında başlangıç değerinin yaklaşık %50–60'ına, çekme dayanımının yaklaşık %57–69'una kadar düştüğü görülürken elastisite modülü büyük ölçüde korunmuştur. Raf dikmelerinin ortalama basınç kapasitesi ortam sıcaklığındaki 120,5 kN'dan 900 °C sonrasında 54,2 kN'a düşmüş ve bütün basınç numunelerinde baskın göçme biçimi distorsiyonel burkulma olmuştur. Sonuçlar kontrollü elektrikli fırın ısıtma-soğutma deneylerine ve tek bir raf dikmesi geometrisine ait olduğundan gerçek bir depo yangınındaki tüm termal, mekanik ve bağlantı etkilerini temsil etmez.
Çalışmanın mühendislik açısından temel sorusu, yangın sırasında çökmemiş bir çelik depo rafının soğuduktan sonra yeniden kullanılmasının yalnız görünüşüne bakılarak değerlendirilip değerlendirilemeyeceğidir. Deney sonuçları bunun yeterli olmadığını gösteriyor: özellikle 600 °C'nin üzerindeki tepe sıcaklıklarda çeliğin akma ve nihai dayanımı belirgin biçimde azalırken raf dikmesinin eksenel taşıma kapasitesi de düşmektedir. Buna karşılık elastisite modülünün yüksek sıcaklık sonrası görece az değişmesi, “rijitlik büyük ölçüde geri geldiğine göre dayanım da geri gelmiştir” şeklindeki bir varsayımın güvenilir olmadığını ortaya koymaktadır.
Araştırmacılar deneysel sonuçları yalnız ölçmekle kalmamış; artık elastisite modülü, akma dayanımı ve nihai dayanım için sıcaklığa bağlı tahmin denklemleri geliştirmiş ve delikli raf dikmelerinin artık basınç dayanımını AS/NZS 4600:2018 ile AISI S100:2024 Direct Strength Method hükümleri üzerinden değerlendirmiştir. Ayrıntılı karşılaştırmada distorsiyonel burkulmaya dayalı tahminler, standartların “minimum kapasite” yaklaşımına göre deney sonuçlarına daha yakın çıkmıştır.
Soğuk şekillendirilmiş depo raf dikmeleri neden özel bir problem oluşturuyor?
Depo raf sistemleri tipik olarak dikmeler, kirişler ve çapraz elemanlardan oluşur. Kaynak çalışmanın 2. sayfasındaki Şekil 1 hem gerçek bir palet raf sistemini hem de bu ana bileşenlerin taşıyıcı düzenini göstermektedir. Raf dikmeleri ince çelik sacların oda sıcaklığında haddeleme veya pres bükme ile şekillendirilmesiyle üretildiğinden yüksek dayanım/ağırlık oranına sahiptir; ancak ince cidarlı olmaları onları yerel, distorsiyonel ve global burkulmaya duyarlı hâle getirir.
Problemi daha da zorlaştıran unsur, raf dikmelerinin kiriş bağlantılarının farklı yüksekliklerde yapılabilmesi için gövde ve flanşlarında çok sayıda perforasyon bulunmasıdır. Bu delikler net kesit alanını ve burkulma davranışını değiştirir. Dolayısıyla klasik dolu kesitli kolon varsayımları doğrudan yeterli değildir.
“Yangın sonrası” deney tam olarak nasıl gerçekleştirildi?
Bu çalışma doğrudan alev altında taşıyıcı eleman testi yapmamıştır. Numuneler önce kontrollü biçimde ısıtılmış, daha sonra tekrar ortam sıcaklığına soğutulmuş ve mekanik deneyler bundan sonra gerçekleştirilmiştir. Dolayısıyla ölçülen özellikler yüksek sıcaklıktaki anlık dayanım değil, post-fire residual yani ısıtma-soğutma döngüsü sonrasındaki artık mekanik özelliklerdir.
Kaynağın 6. sayfasındaki Şekil 3 elektrikli mufla fırını, Şekil 4 ise ısıtma-soğutma protokolünü göstermektedir. Isıtma hızı:
10 °C/dakika
olarak seçilmiştir. Hedef sıcaklığa ulaşıldıktan sonra numuneler sıcaklığın homojenleşmesi amacıyla:
20 dakika
sabit sıcaklıkta tutulmuştur. Ardından fırın kapağı açılmış ve numuneler fırın içerisinde doğal olarak soğutulmuştur. Fırın ortam sıcaklığına indikten sonra numuneler çıkarılmış, zımpara ile temizlenmiş ve ölçümleri tekrar alınmıştır.
Verianla Live: Artık dayanım deneyinin ısıtma-soğutma-test zinciri
Aşağıdaki süreç, çalışmada hem çekme kuponları hem de kısa kolon numuneleri için kullanılan deney mantığını özetler.
| Aşama | Çalışmadaki uygulama | Kaynak |
|---|---|---|
| 1. Başlangıç numunesi | E250/E350 çekme kuponları veya E250 delikli omega kesitli raf dikmesi hazırlanır. | Bölüm 3.1 ve 3.2 |
| 2. Fırında ısıtma | Elektrikli mufla fırında sıcaklık 10 °C/dakika hızla hedef sıcaklığa yükseltilir. | Bölüm 3.1.1 |
| 3. Sıcaklıkta bekletme | Hedef sıcaklıkta 20 dakika stabilizasyon uygulanır. | Bölüm 3.1.1 |
| 4. Doğal soğutma | Fırın kapağı açık tutularak numune doğal biçimde ortam sıcaklığına soğutulur. | Bölüm 3.1.1 / Şekil 4 |
| 5. Yüzey ve ölçü kontrolü | Numuneler temizlenir ve deney öncesi son geometrik ölçümler alınır. | Bölüm 3.1.1 |
| 6. Artık özellik testi | Kuponlarda çekme; raf dikmelerinde eksenel basınç deneyi uygulanır. | Bölüm 3.1.2 ve 3.2.1 |
| 7. Artık kapasite hesabı | Sonuçlar 20 °C referans değerlerine bölünerek indirgeme/korunum faktörleri hesaplanır. | Bölüm 4 |
Verianla Live: Bu süreç kontrollü fırın maruziyetini temsil eder; gerçek bir depo yangını veya standart yangın eğrisi olarak yorumlanmamalıdır.
Çekme deneyi kaç numuneyle gerçekleştirildi?
Toplam 112 çekme kuponu test edilmiştir. E250 grubunda 48, E350 grubunda 64 kupon vardır.
| Çelik sınıfı | Nominal akma dayanımı | Kalınlıklar | Sıcaklıklar | Soğutma | Toplam kupon |
|---|---|---|---|---|---|
| E250 | 250 MPa | 1,6; 2,5; 3,0 mm | 20 °C ve 300–900 °C | Havada/doğal soğutma | 48 |
| E350 | 350 MPa | 1,6; 1,8; 2,5; 3,0 mm | 20 °C ve 300–900 °C | Havada/doğal soğutma | 64 |
Kaynak metnin bir bölümünde kalınlık aralığı 1,6–3,5 mm olarak yazılmasına rağmen deney matrisi ve sonuç tablolarında 3,5 mm numune bulunmamaktadır. Bu nedenle deneysel veri için Tablo 2'deki 1,6–3,0 mm aralığı esas alınmalıdır.
Çekme deneyi nasıl yapıldı?
Kuponlar ASTM E8 ve ISO 6892 çerçevesindeki geometrik ve deneysel yaklaşıma göre hazırlanmıştır. Çekme testinde 100 kN kapasiteli MTS hidrolik Universal Testing Machine kullanılmış, 50 mm ölçüm boyuna sahip temaslı ekstansometre ile deformasyon izlenmiştir.
Numune yük ekseninde Leica çizgi lazeriyle hizalanmıştır. Kavramalarda kaymayı önlemek için 1000 psi sıkma basıncı, başlangıçta ise 1 kN ön yük uygulanmıştır.
Deney iki farklı deplasman hızında yürütülmüştür:
- Akma noktasına kadar: 0,05 mm/dakika
- Akma sonrasında kırılmaya kadar: 0,4 mm/dakika
Numunelerin görünüşü sıcaklıkla nasıl değişti?
Kaynağın 9. sayfasındaki Şekil 9, farklı sıcaklıklara maruz bırakılan E250 ve E350 kuponlarının görünüşünü yan yana göstermektedir. 300 °C numunelerinde mavi renkli ve görece düzgün bir yüzey, 500–600 °C numunelerinde daha koyu gri ve pürüzlü bir yüzey, 700 °C üzerindekilerde ise kahverengimsi renk değişimi raporlanmıştır.
Bütün kuponlar sünek biçimde kırılmış; 700 °C üzerindeki numunelerde daha yüksek süneklik gözlendiği belirtilmiştir.
Gerilme–şekil değiştirme eğrileri ne gösteriyor?
Sayfa 10'daki Şekil 10 yedi farklı E250/E350 kalınlık grubunun 20–900 °C maruziyetlerinden sonraki gerilme–şekil değiştirme eğrilerini birlikte gösterir. Temel eğilim sıcaklık yükseldikçe eğrilerin maksimum gerilme seviyelerinin aşağı kaymasıdır.
Özellikle 700–900 °C aralığında akma ve nihai dayanımdaki azalma daha belirgin hâle gelir. Buna karşılık başlangıçtaki elastik eğimin, yani elastisite modülünün değişimi dayanım kaybına göre çok daha sınırlıdır.
Elastisite modülü yangın sonrası ne kadar değişti?
Elastisite modülü, çalışmada en az bozulan mekanik özelliktir. ISO 6892-1 yaklaşımına göre gerilme–şekil değiştirme eğrisinin akma dayanımının %10–50'si arasındaki eğiminden hesaplanmıştır.
900 °C'de ölçülen elastisite modülü korunum oranları numune kombinasyonuna göre yaklaşık 0,88 ile 1,02 arasında değişmektedir. E250 1,6 mm örneğinde oran 0,94; E350 1,8 mm'de 0,88; E350 3,0 mm'de ise 1,02'dir.
Dolayısıyla araştırmanın “yüksek sıcaklık sonrasında elastisite modülü büyük ölçüde korunuyor” sonucu, akma ve nihai dayanım sonuçlarından belirgin biçimde farklıdır.
Akma dayanımı ne kadar azaldı?
Akma dayanımı yüksek sıcaklıklara nihai çekme dayanımından daha duyarlı bulunmuştur. 900 °C sonrasında korunum faktörleri:
| Numune | 900 °C artık akma dayanımı | 20 °C'ye göre korunum |
|---|---|---|
| E250 — 1,6 mm | 172,3 MPa | 0,50 |
| E250 — 2,5 mm | 193,1 MPa | 0,55 |
| E250 — 3,0 mm | 182,2 MPa | 0,60 |
| E350 — 1,6 mm | 215,2 MPa | 0,56 |
| E350 — 1,8 mm | 182,0 MPa | 0,52 |
| E350 — 2,5 mm | 194,0 MPa | 0,51 |
| E350 — 3,0 mm | 215,0 MPa | 0,57 |
Başka bir ifadeyle 900 °C maruziyetinden sonra bazı kuponlar başlangıç akma dayanımlarının yalnız yaklaşık yarısını koruyabilmiştir.
Nihai çekme dayanımı ne kadar korundu?
Nihai dayanımda da belirgin kayıp vardır; ancak yüksek sıcaklıkta akma dayanımına göre genellikle daha yüksek bir oran korunmuştur.
| Numune | 900 °C artık nihai dayanım | 20 °C'ye göre korunum |
|---|---|---|
| E250 — 1,6 mm | 267,0 MPa | 0,57 |
| E250 — 2,5 mm | 296,5 MPa | 0,69 |
| E250 — 3,0 mm | 258,8 MPa | 0,68 |
| E350 — 1,6 mm | 300,0 MPa | 0,63 |
| E350 — 1,8 mm | 298,5 MPa | 0,62 |
| E350 — 2,5 mm | 279,2 MPa | 0,65 |
| E350 — 3,0 mm | 306,7 MPa | 0,69 |
Sayfa 13'teki indirgeme grafikleri, özellikle yaklaşık 600 °C'den sonra akma ve nihai dayanımdaki düşüşün hızlandığını açık biçimde göstermektedir.
Raf dikmesi basınç deneyleri hangi geometriyle yapıldı?
Basınç deneyleri E250 kalite çelikten üretilmiş, nominal 90 × 65 × 1,6 mm omega biçimli delikli kesit üzerinde yapılmıştır. Numune uzunluğu 300 mm olarak verilmiştir.
Kaynağın 7. sayfasındaki Şekil 6, kesit geometrisini ve dikme boyunca devam eden perforasyonları göstermektedir. Gövdedeki açıklıklar dörtgen, flanşlardakiler dairesel yapıdadır.
Toplam 10 kısa kolon numunesi ortam sıcaklığı ile 300, 500, 700 ve 900 °C koşullarına karşılık gelecek biçimde incelenmiştir.
Basınç testi nasıl ölçüldü?
1200 kN kapasiteli Zwick Roell elektromekanik test makinesi kullanılmıştır. Üst ve alt uçlara 110 × 85 mm çelik plakalar kaynaklanmış ve yükün kesit ağırlık merkezinden geçmesi hedeflenmiştir.
Yükleme deplasman kontrollü ve 0,05 mm/dakika hızında yapılmıştır. Dört LVDT ile eksenel kısalma ve gövde/flanşların enine yer değiştirmeleri izlenmiştir. Sayfa 8'deki Şekil 7 test düzeneğini, Şekil 8 ise LVDT konumlarını göstermektedir.
Basınç kapasitesi sıcaklıkla nasıl değişti?
300 °C'ye kadar belirgin kapasite kaybı görülmemiştir. Bundan sonra sıcaklık arttıkça artık basınç kapasitesi düzenli olarak azalmıştır.
| Maruziyet sıcaklığı | Ortalama deney kapasitesi | 20 °C'ye göre korunum | Kapasite kaybı |
|---|---|---|---|
| 20 °C | 120,5 kN | 1,00 | Referans |
| 300 °C | 120,6 kN | 1,00 | ≈ %0 |
| 500 °C | 108,9 kN | 0,90 | ≈ %10 |
| 700 °C | 94,5 kN | 0,78 | ≈ %22 |
| 900 °C | 54,2 kN | 0,45 | ≈ %55 |
700 °C grubundaki ikinci numune kaynakta “premature failure” olarak işaretlenmiştir. Bu nedenle 94,5 kN değeri diğer sıcaklık noktalarındaki iki geçerli numune ortalamalarıyla aynı deneysel tekrar gücüne sahip değildir.
Raf dikmeleri nasıl göçtü?
Çalışmanın önemli sonuçlarından biri, bütün kısa kolon numunelerinde ana göçme biçiminin distorsiyonel burkulma olmasıdır.
Sayfa 15'teki Şekil 14; 20, 300, 500, 700 ve 900 °C maruziyetlerinden sonraki kısa kolonları yan yana gösterir. Kesit dudakları ve flanşların birlikte dönüp yer değiştirdiği distorsiyonel biçim sıcaklık değişmesine rağmen baskın göçme mekanizması olarak korunmuştur.
CUFSM ve ABAQUS neden kullanıldı?
Direct Strength Method ile kapasite hesaplamak için önce elastik yerel, distorsiyonel ve global burkulma yüklerinin belirlenmesi gerekir.
Çalışmada iki yaklaşım kullanılmıştır:
- CUFSM: Finite Strip Method ile elastik burkulma analizi.
- ABAQUS: Delikleri doğrudan içeren lineer özdeğerli sonlu eleman burkulma analizi.
CUFSM delikli kesitleri doğrudan modellemediği için literatürde önerilen “reduced thickness” yaklaşımı uygulanmıştır. Yerel, distorsiyonel ve global burkulma için gövde ve flanşta farklı indirgenmiş kalınlıklar kullanılmıştır.
| Burkulma türü | Gövde indirgenmiş kalınlığı | Flanş indirgenmiş kalınlığı |
|---|---|---|
| Yerel | 1,14 mm | 1,09 mm |
| Distorsiyonel | 1,21 mm | 1,36 mm |
| Global | 0,94 mm | 1,05 mm |
ABAQUS modelinde gerçek deney geometrisi kullanılmış, delikler çevresinde ağ inceltilmiş ve yaklaşık 2 × 2 mm dörtgen kabuk elemanlar uygulanmıştır. Sayfa 20'deki Şekil 19 lokal ağ inceltmesini, Şekil 20 uç MPC bağlantısını; sayfa 21'deki Şekil 21 ise hesaplanan yerel ve distorsiyonel burkulma modlarını göstermektedir.
Çalışmanın desteklediği sonuçlar
- E250 ve E350 düşük dayanımlı soğuk şekillendirilmiş çeliklerde ısıtma-soğutma sonrasında elastisite modülü, akma ve nihai dayanımdan çok daha az etkilenmiştir.
- Akma ve nihai dayanımdaki azalma özellikle yaklaşık 600 °C üzerindeki tepe sıcaklıklarda belirginleşmiştir.
- E250 1,6 mm delikli omega kesitli raf dikmesinin artık basınç kapasitesi 300 °C'ye kadar yaklaşık korunmuş, 900 °C maruziyetinden sonra başlangıç kapasitesinin yaklaşık %45'ine düşmüştür.
- Test edilen bütün kısa kolonlarda baskın göçme mekanizması distorsiyonel burkulmadır.
- DSM içinde distorsiyonel kapasiteye dayalı sonuçlar, “minimum local/distortional/global kapasite” yaklaşımına göre deney sonuçlarıyla genel olarak daha yakın uyuşmuştur.
- AS/NZS 4600:2018'in FE tabanlı distorsiyonel tahminleri incelenen numunelerde deneysel kapasiteye yakın sonuç vermiştir.
- Artık mekanik özellikleri sıcaklığa bağlayan yeni ampirik tahmin denklemleri mevcut deneyler ile düşük dayanımlı CFS literatür verilerinden türetilmiştir.
Çalışmanın desteklemediği veya test etmediği sonuçlar
- Gerçek bir depo yangınından sonra bütün raf sisteminin güvenle yeniden kullanılabileceği gösterilmemiştir.
- Deneyler standart ISO 834 yangın eğrisi veya gerçek yangın atmosferi altında yürütülmemiştir.
- Tam ölçekli raf çerçevesi, kiriş-dikme bağlantıları, çaprazlar, taban plakaları veya palet yükleri yangın sonrası birlikte test edilmemiştir.
- Basınç deneyleri yalnız bir E250, 1,6 mm, 90 × 65 mm omega dikme geometrisine aittir.
- Su ile ani soğutma veya itfaiye müdahalesini temsil eden farklı soğutma senaryoları incelenmemiştir.
- DSM'nin bütün sıcaklıklarda ve bütün hesaplama varyantlarında konservatif olduğu gösterilmemiştir.
- Geliştirilen tahmin denklemlerinin yüksek dayanımlı bütün CFS sınıflarına doğrudan uygulanabileceği doğrulanmamıştır.
Türkiye açısından yorum: Çalışmanın sonuçları Türkiye'deki raf sistemleri üzerinde gerçekleştirilmiş değildir ve belirli bir Türk standardı, üretici profili veya yangın senaryosu değerlendirilmemiştir. Bununla birlikte yöntem, yangın sonrası raf değerlendirmelerinde yalnız görünür deformasyona değil; tahmini tepe sıcaklığına, artık malzeme dayanımına, perforasyonlu kesitin burkulma davranışına ve numuneye özgü taşıma kapasitesine birlikte bakılması gerektiğini göstermektedir. Çalışmadaki 54,2–120,6 kN kapasite değerleri başka bir raf profilinin tasarım kapasitesi olarak kullanılamaz.
Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları
Deney programının teknik özeti
| Deney bileşeni | Çalışmadaki uygulama |
|---|---|
| Çekme kuponu sayısı | 112 |
| Çelik sınıfları | E250 ve E350 |
| Kupon kalınlıkları | 1,6–3,0 mm; deney matrisindeki gerçek aralık |
| Kupon sıcaklıkları | 20, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 °C |
| Isıtma hızı | 10 °C/dakika |
| Bekletme | 20 dakika |
| Soğutma | Fırın kapağı açık, doğal soğutma |
| Çekme makinesi | 100 kN MTS hidrolik UTM |
| Kupon ölçüm boyu | 50 mm |
| Kısa kolon numunesi | 10 |
| Raf dikmesi | E250, 90 × 65 × 1,6 mm, omega kesit, delikli |
| Kısa kolon uzunluğu | 300 mm |
| Kısa kolon sıcaklıkları | 20, 300, 500, 700, 900 °C |
| Basınç makinesi | 1200 kN Zwick Roell |
| Basınç yükleme hızı | 0,05 mm/dakika |
| Başlıca göçme modu | Distorsiyonel burkulma |
AS/NZS 4600:2018 sonuçları ne gösterdi?
AS/NZS 4600 Direct Strength Method hesaplarında CUFSM ve FE tabanlı burkulma yükleri ayrı ayrı kullanılmıştır.
| Sıcaklık | Deney (kN) | CUFSM minimum / deney | CUFSM distorsiyonel / deney | FE minimum / deney | FE distorsiyonel / deney |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 °C | 120,5 | 0,86 | 0,89 | 0,80 | 0,97 |
| 300 °C | 120,6 | 0,84 | 0,84 | 0,78 | 0,94 |
| 500 °C | 108,9 | 0,89 | 0,89 | 0,80 | 0,97 |
| 700 °C | 94,5 | 0,84 | 0,84 | 0,74 | 0,89 |
| 900 °C | 54,2 | 1,05 | 1,05 | 0,90 | 1,08 |
FE tabanlı minimum kapasite oranları 0,74–0,90 arasında kalmış ve bütün sıcaklıklarda konservatif sonuç üretmiştir. FE distorsiyonel kapasite oranları ise 0,89–1,08 aralığındadır ve kaynak bu yöntemin deneylere en yakın genel uyumu sağladığını belirtmektedir.
Burada önemli bir ayrıntı vardır: 900 °C'de hem CUFSM distorsiyonel/minimum kapasite hem de FE distorsiyonel kapasite deney değerini aşmaktadır. Bu nedenle “AS/NZS DSM bütün durumlarda konservatiftir” demek ayrıntılı tablonun desteklediğinden daha güçlü bir iddia olur.
AISI S100:2024 sonuçları ne gösterdi?
| Sıcaklık | Deney (kN) | CUFSM minimum / deney | CUFSM distorsiyonel / deney | FE minimum / deney | FE distorsiyonel / deney |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 °C | 120,5 | 0,73 | 0,90 | 0,71 | 1,06 |
| 300 °C | 120,6 | 0,71 | 0,87 | 0,69 | 1,03 |
| 500 °C | 108,9 | 0,74 | 0,91 | 0,71 | 1,07 |
| 700 °C | 94,5 | 0,69 | 0,87 | 0,65 | 1,00 |
| 900 °C | 54,2 | 0,86 | 1,12 | 0,79 | 1,23 |
AISI minimum-kapasite tahminleri belirgin biçimde konservatiftir. Buna karşılık distorsiyonel kapasite kullanıldığında sonuçlar deneye yaklaşır; FE tabanlı distorsiyonel çözüm yüksek sıcaklıklarda deneyi giderek daha fazla aşmaktadır ve 900 °C'de deney kapasitesinin 1,23 katına çıkmaktadır.
Kaynak, iki standardı karşılaştırdığında AS/NZS 4600 FE distorsiyonel oranlarının 0,89–1,08 ve ortalama yaklaşık 0,97 olması nedeniyle bu deney serisi için daha dengeli olduğunu belirtmektedir. AISI S100 FE distorsiyonel sonuçları ise 1,00–1,23 aralığında olup özellikle yüksek sıcaklıklarda daha az konservatiftir.
Artık elastisite modülü için önerilen denklem
Çalışma düşük dayanımlı CFS verileri için sıcaklığı temel değişken kabul eden parçalı bir model önermektedir:
\[ K_E=1,\qquad T\leq600^\circ C \]
\[ K_E= 1-0.13 \left( \frac{T-600}{1000} \right), \qquad T>600^\circ C \]
Burada \(K_E\), artık elastisite modülünün ortam sıcaklığındaki elastisite modülüne oranıdır. Kaynağın sonuç bölümünde bu model için \(R^2=0,92\) raporlanmıştır.
Akma ve nihai dayanım için üç katsayılı model
Akma ve nihai dayanım için ortak biçimde bir kübik polinom kullanılmıştır:
\[ K_x=1,\qquad T\leq200^\circ C \]
\[ K_x= 1 - A \left( \frac{T-200}{700} \right) + B \left( \frac{T-200}{700} \right)^2 - C \left( \frac{T-200}{700} \right)^3, \quad 200
| Artık özellik | A | B | C | Kaynakta raporlanan R² |
|---|---|---|---|---|
| Akma dayanımı, KY | 0,23 | 0,58 | 0,80 | 0,88 |
| Nihai dayanım, KU | 0,32 | 0,52 | 0,55 | 0,86 |
Bu denklemler yalnız mevcut deney setine değil, araştırmacıların seçtiği yayımlanmış düşük dayanımlı CFS verilerinin birleşimine göre regresyonla oluşturulmuştur. Literatürde 1'in üzerinde bulunan korunum faktörleri tasarım amacıyla 1'e sınırlandırılmıştır.
Bu denklemler ne için kullanılabilir, ne için kullanılamaz?
Kaynak, denklemleri konvansiyonel düşük dayanımlı soğuk şekillendirilmiş çeliklerin yangın sonrası değerlendirilmesi için pratik tahmin modelleri olarak önermektedir. Bununla birlikte bunların deney kapsamı dışındaki yüksek dayanımlı çeliklere, farklı soğutma yöntemlerine, tüm perforasyon geometrilerine veya gerçek yangın sırasında yük altında bulunan tam raf sistemlerine aynı doğrulukla uygulanabileceği deneysel olarak doğrulanmamıştır.
Çalışmanın en önemli mühendislik sonucu nedir?
Bu deney serisinin en güçlü sonucu, soğuduktan sonra çeliğin elastik rijitliğinin görece iyi korunmasının taşıma dayanımının da aynı ölçüde korunduğu anlamına gelmemesidir. 900 °C maruziyetinden sonra elastisite modülü birçok grupta yaklaşık %90 veya daha fazla korunurken, akma dayanımı yaklaşık %50–60'a ve test edilen raf dikmesinin basınç kapasitesi %45'e kadar düşmüştür.
Dolayısıyla bir yangın sonrasında rafın görünür olarak ayakta kalması veya ilk elastik davranışının büyük ölçüde geri dönmesi, yeniden kullanım kararı için tek başına yeterli bir kanıt değildir. Bununla birlikte çalışma belirli bir yeniden kullanım prosedürünü veya kabul/red sıcaklık sınırını tam ölçekli olarak doğrulamamıştır.
Gelecek çalışmalar için ne öneriliyor?
Yazarlar daha geniş kesit geometrileri ve malzeme parametrelerini kapsayan kapsamlı sayısal çalışmaların yanı sıra, tam ölçekli depo raf dikmelerinin ısıtma ve soğutma sonrasındaki davranışının deneysel olarak incelenmesini önermektedir. Bu öneri, mevcut çalışmanın kısa kolon ve tek kesit geometrisiyle sınırlı olduğunun da doğrudan göstergesidir.
Kaynak ve Yöntem Notu
PDF'deki tam özgün çalışma adı: Post-Fire Mechanical Properties and Compression Capacity of Cold-Formed Steel Storage Rack Uprights – An Experimental Study
Yazarlar — PDF sırası: Nithish Reddy Pandiri, Jashnav Pancheti.
Eş katkı / eş birinci yazar: Kaynakta belirtilmemiştir.
Sorumlu yazar: Jashnav Pancheti. PDF'de yıldız ile işaretlenmiştir.
Kurum: Department of Civil and Environmental Engineering, Indian Institute of Technology Tirupati, India.
DOI: 10.2139/ssrn.7199168
Platform: SSRN.
SSRN kayıt tarihi: 28 Temmuz 2026.
Dergi / cilt / sayı: İncelenen sürüm için hakemli bir dergi, cilt veya sayı bilgisi doğrulanmamıştır.
Kaynak türü ve hakemlik durumu: Bu çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir; bulgular bu yayın aşaması dikkate alınarak değerlendirilmelidir.
Başlık notu: Temel PDF'nin görünür başlığı “– An Experimental Study” alt başlığını içermektedir. SSRN bibliyografik kayıt başlığında bu alt başlık bulunmamaktadır. Verianla makalesi temel bilimsel kaynak olan PDF başlığını aynen korumuştur.
Lisans: İncelenen kaynak ve doğrulanan bibliyografik kayıtta açık bir Creative Commons yeniden kullanım lisansı doğrulanamamıştır. Bu nedenle kaynak şekiller doğrudan çoğaltılmamış, bilimsel verileri ve süreçleri Verianla Live tabloları üzerinden özgün biçimde temsil edilmiştir.
Finansman / ayni destek: Ayrı bir finansman beyanı bulunmamaktadır. Teşekkür bölümünde Amara Raja Automation'ın deney numunelerini ayni olarak sağladığı, IIT Tirupati'nin deney altyapısı ve destek sunduğu belirtilmiştir.
Veri erişilebilirliği: Yazarlar verilerin talep üzerine sağlanacağını belirtmektedir.
Çıkar çatışması: Yazarlar çalışmayı etkileyebilecek bilinen mali çıkar veya kişisel ilişki bulunmadığını beyan etmektedir.
Yazar katkıları: Nithish Reddy Pandiri; kavramsallaştırma, metodoloji, veri kürasyonu, biçimsel analiz, araştırma, yazılım, doğrulama, görselleştirme ve ilk taslak yazımını üstlenmiştir. Jashnav Pancheti; kavramsallaştırma, metodoloji, biçimsel analiz, proje yönetimi, kaynaklar, gözetim, doğrulama ve gözden geçirme/düzenleme rollerini üstlenmiştir.
Yapay zekâ kullanım beyanı: Yazarlar ChatGPT'yi makalenin dil düzenlemesi amacıyla kullandıklarını, sonrasında içeriği gözden geçirip düzenlediklerini ve çalışmanın içeriği için tam sorumluluk üstlendiklerini belirtmektedir.
Kaynak içi kalınlık tutarsızlığı: Bölüm 3.1 metninde kupon kalınlıklarının 1,6–3,5 mm arasında olduğu yazılmasına rağmen Tablo 2 ve deney sonuçlarında en büyük kalınlık 3,0 mm'dir. Bu makalede deney matrisi için Tablo 2 esas alınmıştır.
DSM yorum notu: Özet DSM'yi genel olarak konservatif diye nitelendirmektedir. Ayrıntılı Tablo 7 ve 8 ise bazı distorsiyonel tahminlerin deney kapasitesini aştığını göstermektedir. Özellikle AS/NZS CUFSM sonucu 900 °C'de deneyin 1,05 katı, AISI FE distorsiyonel sonucu ise 900 °C'de 1,23 katıdır. Bu nedenle Verianla metninde mutlak “DSM konservatiftir” sonucu kullanılmamıştır.
Deneysel kapsam sınırı: Isıtma deneyleri gerçek yangın veya ISO 834 yangın eğrisi yerine 10 °C/dakika kontrollü elektrikli fırın ısıtmasına, 20 dakikalık beklemeye ve doğal soğumaya dayanır. Basınç deneyleri yalnız E250 kalite, 90 × 65 × 1,6 mm, 300 mm uzunluklu bir delikli omega kesit üzerinde yapılmıştır. Tam raf sistemi veya bağlantı sistemi test edilmemiştir.
Tekrar sayısı notu: Basınç programında toplam 10 numune bulunmaktadır. 700 °C grubundaki bir numune premature failure olarak işaretlenmiştir; dolayısıyla o sıcaklıktaki artık kapasite sonucu daha sınırlı tekrar verisine dayanmaktadır.
Bilimsel kaynak sınırı: Bu Verianla makalesindeki deney geometrileri, sıcaklıklar, ısıtma-soğutma protokolü, mekanik özellikler, artık kapasite değerleri, burkulma biçimleri, CUFSM/ABAQUS yöntemi, DSM karşılaştırmaları ve tahmin denklemleri yüklenen 28 sayfalık çalışmaya dayanmaktadır. Dış web kontrolü yalnız DOI, SSRN tarihi, bibliyografik başlık ve sorumlu yazar durumunu doğrulamak için kullanılmıştır; dışarıdan yeni bilimsel deney sonucu ana metne eklenmemiştir.
Bir yorum bırakın
E-posta adresiniz yayınlanmayacaktır. Gerekli alanlar * ile işaretlenmiştir