A Global Research on the Reconstruction Process After Earthquakes: The Necessity for the Usage of Steel Prefabricated Material

Abstract

In the scope of this study, the structural features of steel prefabricated structures, their usage rates in Turkey and the world and why they should be used were investigated by revealing the scientific resources. By compiling the results obtained from different studies, an attention was drawn to the restructuring process which is very important for disaster management. Steel structures are resistant to earthquakes since they are light and flexible materials. Because of these and many other features, the houses in our country, where a large part of the surface measurement is located in the earthquake zone, should be constructed with steel prefabrication, because it has been proven as a result of many studies in the literature that these structures were not destroyed or survived by earthquakes, and they have been taken for granted by countries that are advanced in disaster management. Although Turkey ranks seventh in the world in steel production, this is not reflected in the construction sector. When it comes to the reconstruction process after earthquakes, it is necessary to construct steel construction buildings instead of the destroyed or heavily damaged buildings. This strategy will be able to lay solid foundations in restructuring, which is the last step of crisis management, and it will qualify supportive the studies in the mitigation phase, which is the first step of risk management. In this context, as an important achievement, a fully integrated disaster management cycle will be able to be established. 

Keywords

• Disaster
• Earthquake
• Steel Structures
• Reconstruction

Depremlerden Sonraki Yeniden Yapılanma Süreci Üzerine Küresel Bir Araştırma: Çelik Prefabrik Malzeme Kullanımının Gerekliliği

Öz

Bu çalışma kapsamında, çelik prefabrik yapıların yapısal özellikleri, Türkiye ve dünyada kullanım oranları ve niçin kullanılması gerektiği konuları bilimsel kaynaklar ortaya konularak araştırılmıştır. Farklı çalışmalardan elde edilen sonuçlar derlenerek, afet yönetimi için oldukça önemli olan yeniden yapılanma sürecine dikkat çekilmiştir. Çelik yapılar, hafif ve esnek malzemeler oldukları için depreme karşı mukavemet gösterirler. Bu ve daha birçok özelliğinden dolayı yüz ölçümünün büyük bir bölümü deprem bölgesinde yer alan ülkemizde konutların çelik prefabrikasyon ile yapılması gerekmektedir, çünkü bu yapıların depremlerde yıkılmadığı veya hasar alarak ayakta kaldığı literatürdeki birçok araştırma sonucunda kanıtlanmış olup afet yönetiminde ileri seviyede bulunan ülkeler tarafından da kanıksanmıştır. Türkiye ise çelik üretiminde dünyada yedinci sırada bulunmakla birlikte, bu durum yapı sektörüne yansımamaktadır. Depremler yaşandıktan sonra yeniden yapılanma sürecine gelindiğinde, yıkılan veya ağır hasar alan binaların yerine çelik konstrüksiyon binaları inşa etmek gerekmektedir. Bu strateji, kriz yönetiminin son basamağı olan yeniden yapılandırmada sağlam temeller atmayı sağlayacak ve risk yönetiminin ilk basamağı olan zarar azaltma evresindeki çalışmaları destekleyici nitelikte olacaktır. Bu bağlamda, önemli bir kazanım olarak, tam anlamda bir bütünleşik afet yönetimi döngüsü oluşturulabilecektir.

Anahtar Kelimeler

• Afet
• Deprem
• Çelik Yapı
• Yeniden Yapılanma

Kaynakça

1. Aghayere, A., Vigil, J. (2015). Structural Steel Design, A Practice-Oriented Approach 2'nd Edition, Pearson Education Prentice Hall, USA
2. Alkan, H., Büyüksaraç, A., Bektaş, Ö., Işık, E. (2021). Coulomb stress change before and after 24.01.2020
3. Sivrice (Elazığ) Earthquake (Mw=6.8) on the East Anatolian Fault Zone, Arabian Journal of Geoscience, 14, 2648. doi.org/10.1007/s12517-021-09080-1
4. Amani, A., Niyazi A. Q. (2018). Türkiye’de Prefabrik Yapı Sektörünün Hızlı Gelişimi, Journal of Engineering Sciences and Design, 6(3), 487-494. doi.org/10.21923/jesd.431612
5. Ay, Z., Çelik, İ. D., Kımıllı, N.A. (2010). Çaprazlı Çelik Çerçevelerin Sismik Performansı Üzerine Bazı Değerlendirmeler, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 26(1), 7-17 Beşgül, Ö. (2006). Design and Production of Steel Buildings: A Case Study in Ankara, Master Tesis, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, Master of Science in Building Science in Architecture
6. Bozkurt, E. (2001). Neotectonics of Turkey-a synthesis, Geodinamica Acta, 14, 3-30. doi.org/10.1016/S0985-3111(01)01066-X
7. Camerio, M.C. (2014). Housing Recovery Lessons from Chile, Journal of the American Planning Association, 80(4), 340-350. doı:10.1080/01944363.2014.968188
8. Çavdar, Ö. (2017). Farklı Şekilde Çapraz Elemanlı Çelik Yapıların Dinamik Davranışının İncelenmesi, Uluslararası Katılımlı 7. Çelik Yapılar Sempozyumu, 193-2013

9. Çırpan, B. (2017), Çok Katlı Çelik Yapılarda Yapı Geometrisinin Taşıyıcı Sistem Davranışına Etkisi ve İdeal Geometrik Formun Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı
10. Demirtaş, R. (1995). 17 Ocak 1995 Kobe (Hyogoken-Nanbu/Great Hanshin) Depremi, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi, Deprem Araştırma Bülteni, 21(72), 39-70
11. Deng, E., Zong, L., Ding, Y., Zhang, Z., Zhang, J. F., Shi, F., … Gao, S. (2020). Sismic Performance of mid-to-high Rise Modular Steel Contruction – A Critical Review, Thin Walled Structures, 155, 106924. doi.org/10.1016/j.tws.2020.106924
12. Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Şaroğlu, F., Olgun, Ş., Elmacı, H., Çan, T. (2018). Active fault database of Turkey, Bulletin of Earthquake Engineering, 16, 3229-3275. doi.org/10.1007/s10518-016-0041-2
13. Eren, Ö., Başarır, B. (2013). Çelik Strüktürlerin Yaşam Döngüsü İçinde Sürdürülebilirliğinin Değerlendirilmesi, NWSA-Engineering Sciences 1A0346, Mimar Sinan Arts University, 8(2), 120-135. doi :10.12739/nwsa.2013.8.2.1a0346
14. Global Facility for Disaster Reduction and Recovery and The World Bank (GFDRR) (2016). Okulları Uygun Ölçekte Afetlere Karşı Dayanıklı Hale Getirmek: Japonya Örneği
15. Gür’eş, H.Y. (2012). 2012’den 2013’e Demir Çelik Sektörü ve 2012’yi Etkileyen Gelişmeler ve Bu Gelişmeler Paralelinde Sektörün Değerlendirmesi İle Sektörün 2013 Beklentileri ve Hedefleri, 13 Ocak 2021 tarihinde www.tucsa.org.tr adresinden erişildi
16. Güzel, H. (2013). Afet Sonrası İyileştirme ve Yeniden Yapılandırma Çalışmalarına Yönelik Afet Yönetimi Bilgi Sistemi Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Bülent Ecevit Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
17. Herter, J., Fischer, M., Brandes, K. (2013). 100 Years of the Underground İn Germany - for the Fatigue Safety of a Steel Viaduct on Line 1 in Berlin, doi.org/10.1002/stab.200200310
18. Huang, F., Li, M., Ma, Y., Han, Y., Tian, L., Yan, W., Li, X. (2017). Studies on Earthquake precursors in China: A Review for Recent 50 years, Geodesy and Geodynamics, 8, 1-12. doi.org/10.1016/j.geog.2016.12.002
19. Kadıoğlu, M. (2011). Afet Yönetimi Beklenilmeyeni Beklemek, En Kötüsünü Yönetmek, Marmara Belediyeler Birliği Yayını, İstanbul
20. Kalkan, M., Kaçar, A. D., Alptekin, O. (2020). Ülkelerin Deprem Sonrası Yeniden Yapılaşma Süreçlerinin Karşılaştırılması: Çin, Şili ve Türkiye Örnekleri, Tasarım Kuram Dergisi, 16(31), 152-169. doi: 10.14744/tasarimkuram.2020.41275
21. Kanno, R. (2015). Advance in Steel Structures and Steel Materials in Japan, Nippon Steel and Sumitomo Metal Corporotion (Japan), International Association for Bridge and Structural Engineering Symposium Report, 104(39), 394-404
22. Kanno, R. (2016). Advances in Steel Materials for Innovative and Elegant Steel Structures in Japan–A Review, Structural Engineering International, 26(3), 242-253. doı:10.2749/101686616x14555428759361
23. Karaaslan, A. (2015). Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Afet Yönetimi ile Türkiye’deki Afet Yönetiminin Karşılaştırılması, Sakarya Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi
24. Kurtay, C., Badem, M. (2013). Avrupa Ülkeleri ve Türkiye’deki Çelik Yapı Uygulama Olanak ve Kısıtlıklarının İncelenmesi, Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dergisi, 19(4), 351-363. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/gazimmfd/issue/6662/88966
25. Ky, V. S., Lenwarib, A., Thepchatri, T. (2015). Optimum Design of Steel Structures in Accordance with AISC 2010 Specification Using Heuristic Algorithm, Engineering Journal, 19(4), 71-81. doı: https://doi.org/10.4186/ej.2015.19.4.71
26. Lawson, R. M., Ogden, R. G. (2008). Hybrid Light Steel Panel and Modular Systems, Thin Walled Structures, 46(7), 720-730. doı:10.1016/j.tws.2008.01.042
27. Mahmud, E. (2017). Çelik Yapılarda Çağdaş Prefabrike Yapı Sistemleri, Yüksek Lisans Tezi, Isparta Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Tezi, Sakarya
28. Minami, F., Takashima, Y., Ohata, M., Shimada, Y., Suzuki, T., Shimanuki, H., … Hagihara, Y. (2018). Fracture Assessment Procedure Developed in Japan for Steel Structures under Seismic Conditions, Engineering Fracture Mechanics, 187, 142-164. doı: 10.1016/j.engfracmech.2017.10.034
29. Öz, D. (2018). Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esaslar ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Kuralları Doğrultusunda Çelik Yapıların Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, (ss. 16), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı
30. Özkan, H. (2013). Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlı Yapıların Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı.
31. Öztürk, V. (2010), Çelik Prefabrik Yapı Sistemlerinin İmalatı, Montajı, Yalıtım Usulleri ve Maliyet Analizi ile Uygun Kaplamanın Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
32. Saatçioğlu, M., Tremblay, R., Mitchell, D., Ghobarah, A., Palermo, D., Simpson, R., … Hong, H. (2013). Performance of Steel Buildings and Nonstructural Elements during the 27 February 2010 Maule (Chile) Earthquake, Canadian Journal of Civil Engineering, 40(8), 722-734. doı:10.1139/cjce-2012-0244
33. Shi, G., Gao, Y., Wang, X. (2019). Material Properties and Partial Factors for Resistance of Low Yield Point Steels in China, Construction and Building Materials Journal, 209, 295-305
34. Suppasri, A., Imamura, F., Koshimura, S., Shuto, S. (2013). Lessons Learned from the 2011 Great East Japan Tsunami: Performance of Tsunami Countermeasures, Coastal Buildings, and Tsunami Evacuation in Japan, Pure and Applied Geophysics, 170, 6-8. doı:10.1007/s00024-012-0511-7
35. Şengül, M., Turan, M. (2015). Erciş Depremi Örneğinde Afet Sonrası Geçici Yerleşim Alanlarında Yönetim Uygulamaları ve Sorunları / Administration and Problems of Post Disaster Temporary Settlements in Example of Erciş Earthquake . Mülkiye Dergisi, 36 (1-274), 113-148 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/mulkiye/issue/5/52
36. URL 1, https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/crude-steel-production-new/CSP-ERC/, Press Release – January 2021 Crude Steel Production, Brussels, Belgium, 2021 (Son Erişim: 15.03.2021) URL 2, https://www.worldsteel.org/media-centre/press-releases/2019/July-2019-crude-steel production.html: (Son Erişim: 19.04.2021)
37. URL 3, https://www.tucsa.org/tr/haber_detay.aspx?haber=235&tip=1 (Son Erişim: 22.04.2021).
38. URL 4, https://ticaret.gov.tr/, Şili Ülke Profili T.C. Ticaret Bakanlığı Raporu (Son Erişim: 16.05.2021)
39. URL 5, http://mimdap.org/2010/03/thili-depreminde-tasarym-ve-bina-kodlary/ (Son Erişim: 16.05.2021)
40. Walder, M. (2019). Steel Structures for the New “Seilbahn Zugspitze”- on Top of Germany, NORDIC STEEL 2019, The 14th Nordic Steel Construction Conference, Copenhagen, Denmark.
41. Wariyatno, N.,G., Han, A.,L., Gan, B.,S. (2019), Proposed Design Philosophy for Seismic-Resistant Buildings, Civil Engineering Dimension, 21(1), 1-5
42. Weik, J. (2010). Gerdau Aza Restarts Steelmaking after 55-Day Stoppage due to Earthquake, Metal Bulletin Daily, 208, 74-75
43. Yardımcı, N. (2006). Çelik Yapıların Tasarımı ve Başlıca Tasarım Yöntemleri, Dünya İnşaat, 123-127.
44. Yolcu, M. & Bekler, T. (2020). Deprem Kültürü ve Farkındalık Çalışmaları: Şili ve Elazığ Depremlerinin Karşılaştırılması. Lapseki Meslek Yüksekokulu Uygulamalı Araştırmalar Dergisi, 1(2), 71-82. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/ljar/issue/59169/819563
45. Zhang, A., Su, L., Jiang, Z., Kang, Y., Qiu. (2021a). Cyclic Loading Tests of Earthquake-Resilient Prefabricated Steel Cross Joints with Different FCP Connections, Structures, China, 32, 1-14
46. Zhang, G., Xu, L., H., Li, X., Z. (2021b). Development and Seismic Retrofit of an İnnovative Modular Steel Structure Connection Using Symmetrical Self- Centering Haunch Braces, Journal of Engineering Structures, China, 229, 111671