AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results show that post-fire bending moment capacity decreases by 8.8% to 14.7 % for the fixed beam, whereas the simply supported beam exhibits only a marginal reduction of about 0.05% to 2.01% when compared to the ambient temperature capacity.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Steel beams are highly susceptible to elevated temperatures during a fire, resulting in a rapid loss of strength and stiffness. However, their post-fire characteristic (after cooling) is equally important as it governs their chances of repair or reusability. This study focuses on assessing this post-fire characteristic in terms of the residual bending moment capacity, using finite element simulations. Different variables are considered to determine their effect on residual moment capacity. These include the heating profile (External Fire and Standard Fire), cooling durations (15, 30, 45, and 60 minutes), exposure conditions (Heating on one, two, three, or all sides of the beam), and support conditions (Fixed and Simple Support). The results show that post-fire bending moment capacity decreases by 8.8% to 14.7 % for the fixed beam, whereas the simply supported beam exhibits only a marginal reduction of about 0.05% to 2.01% when compared to the ambient temperature capacity. Among all variables, the support condition and exposure side had a considerable influence on the post-fire bending capacity, while the heating profiles and cooling durations showed negligible effects. Fixed support was the primary factor reducing capacity, while the two-sided exposure also intensified the response, causing a 9.52% capacity drop compared to one-sided heating.
Özet
Çelik kirişler yangın sırasında yüksek sıcaklıklara karşı oldukça hassastır ve bu da hızlı bir şekilde mukavemet ve sertlik kaybına neden olur. Ancak yangın sonrası özellikleri (soğuduktan sonra) onarım veya yeniden kullanılabilirlik şanslarını belirlediği için aynı derecede önemlidir. Bu çalışma, sonlu elemanlar simülasyonları kullanılarak, yangın sonrası bu özelliğin artık bükülme momenti kapasitesi açısından değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Artık moment kapasitesi üzerindeki etkilerini belirlemek için farklı değişkenler dikkate alınır. Bunlar, ısıtma profilini (Harici Yangın ve Standart Yangın), soğutma sürelerini (15, 30, 45 ve 60 dakika), maruz kalma koşullarını (kirişin bir, iki, üç veya her tarafında ısıtma) ve destek koşullarını (Sabit ve Basit Destek) içerir. Sonuçlar, sabit kiriş için yangın sonrası bükülme momenti kapasitesinin %8,8 ila %14,7 oranında azaldığını, oysa basit bir şekilde desteklenen kirişin, ortam sıcaklığı kapasitesiyle karşılaştırıldığında yalnızca yaklaşık %0,05 ila %2,01 oranında marjinal bir azalma sergilediğini göstermektedir. Tüm değişkenler arasında, destek durumu ve maruz kalma tarafı, yangın sonrası bükme kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahipken, ısıtma profilleri ve soğutma süreleri ihmal edilebilir etkiler gösterdi. Sabit destek, kapasiteyi azaltan birincil faktör olurken, iki taraflı maruz kalma da tepkiyi yoğunlaştırdı ve tek taraflı ısıtmaya kıyasla %9,52'lik bir kapasite düşüşüne neden oldu.