Evaluación de la vulnerabilidad sísmica del Hospital San Ignacio y su rehabilitación basados en curvas de fragilidad

Evaluar la vulnerabilidad sísmica de edificaciones especiales de nivel de importancia alto con un elevado grado de vulnerabilidad, dado por factores como su sistema constructivo y su antigüedad, es de vital importancia no solo en países subdesarrollados dada la gran cantidad de estructuras con estas características que han sido afectadas, provocando grandes pérdidas económicas y humanas. En este artículo se muestra una metodología para evaluar la vulnerabilidad sísmica de edificaciones tipo Hospital de alto grado de importancia, construido con sistemas reticular celulado, el cual presenta grandes deficiencias para soportar carga Horizontal y se caracteriza por tener un sistema de falla generado por las acciones a cortante en las uniones de losa Columna. En el proceso de la determinación de la vulnerabilidad sísmica se realizó, la instrumentación del edificio por medio de acelerómetros para la posterior calibración del modelo estructural, el desarrollo de rotulas a cortantes para predecir las fallas generadas en la unión de las columnas y las losas, para generar por ultimo las curvas de fragilidad del edificio. Posteriormente se estudiaron las alternativas de rehabilitación tomando en cuenta los resultados obtenidos, se propone y diseña una alternativa tomando en cuenta aspectos económicos y constructivos, se generan las curvas del sistema rehabilitado para así poder observar la mejora en el desempeño ante estas cargas de la estructura. Aunque el desarrollo del presente artículo se presenta para evaluar un tipo especial de estructura, dicho procedimiento puede ser extrapolado con las precauciones pertinentes para evaluar cualquier tipo de sistema estructural.Ingeniero (a) CivilPregrad

Análisis beneficio costo probabilista de medidas de mitigación del riesgo por sismo

In the situation to make decisions about which risk mitigation measures -RMM- to implement and the performance level required, arises the need for a quantitative analysis of benefits that may be obtained as well as the necessary costs to implement these measures, to systematically compare between alternatives in order to informed decision making, while many authors agree on the use of cost benefit analysis -B/C- as a tool for evaluating public investment alternatives and social impact. This thesis is developed into three components: the state of knowledge regarding of risk assessment as benefits evaluation method derived from RMM implementation; the conceptual, analytical probabilistic assessment for the B/C; and the application in a real portfolio of public buildings in the Manizales city in Colombia, with real information from the city risk management project, in which information on seismic demand (hazard), characteristics of elements (exposure) and behavior models (vulnerability) were generated, plus the cost analysis for probabilistic B/C assessment of the RMM. As result of the progress made in the B/C analysis from the author and as result of the concerns and needs for more and better tools in the decision making process, in this thesis an analytic expression is deducted for the probabilistic B/C assessment of RMM. This approach takes into account the uncertainties in benefits estimates and costs associated with its implementation considered in an appropriate probabilistic way for a systematic process, taking the proposed by others authors as starting point. By deducting of analytical expression for probabilistic assessment of B/C an expression to evaluate the expected value and the probability of a B/C ratio was obtained, as well as the probability for B/C ratios to be positive. In other words, an implementation costs of the RMM to be outweighed by the benefits, this last evaluated as the difference between present values of losses on the implementation of the RMM. Costs evaluation of different RMM and the distribution types adjusted together with parameters of the probability distributions fitted to the cost data obtained are discussed. The application of probabilistic B/C analysis implemented, takes into account only direct losses without accounting for losses on contents or by business interruption, although an approach to production lost from premature deaths from collapse, category which directly account for the numerator of the B / C and its positively contribution to the decision for the RMM implementation. The inclusion of business interruption by seismic events in the evaluation of B/C is an important way to go in the RMM review in both primary occupation buildings as buildings in the private and industrial sector because it is the main operation reason of those buildings. The methodology is equally applicable to other natural hazards, as well as road infrastructure; processing, storage and water distribution; and hazard control works.En la situación de tomar decisiones sobre qué medida de mitigación de riesgo sísmico -MMR-a implementar y del nivel de desempeño que se requiere, surge la necesidad de realizar un análisis cuantitativo tanto de los beneficios que se puedan obtener, como de los costos necesarios para la implementación de dichas medidas, para de forma sistemática realizar una comparación de entre alternativas con el objeto de tomar decisiones informadas, mientras que múltiples autores coinciden en el uso del análisis beneficio costo -B/C- como herramienta para evaluar alternativas inversión pública e impacto social. En este trabajo se desarrolla en tres componentes: el estado del conocimiento en relación con la evaluación del riesgo como método de evaluación de beneficios de implementación de MMR; el desarrollo conceptual, analítico para la evaluación probabilista del B/C; y la aplicación en un portafolio real de edificaciones públicas de la ciudad de Manizales en Colombia, con información real del proyecto de gestión del riesgo, donde se generó la información demanda sísmica (amenaza), características de los elementos (exposición) y modelo de comportamiento (vulnerabilidad), además del análisis de costos para la evaluación probabilista del B/C de las MMR. Como resultado de los avances realizados en el análisis B/C por parte del autor y fruto de las inquietudes y necesidades de generar más y mejores herramientas en el proceso de toma de decisiones, en esta tesis se deduce una expresión analítica para la evaluación probabilista del B/C de MMR. Este enfoque toma en cuenta las incertidumbres en la estimación de beneficios y los costos asociados con su implementación considerados de una forma probabilista apropiada, en un proceso sistemático tomando como punto de partida lo propuesto por otros autores. En la deducción de la expresión analítica de la relación B/C se obtiene una expresión para evaluar el valor esperado y la probabilidad que dicha relación B/C sea posible, así como la probabilidad que la relación B/C sea positiva, o que los costos de implementación de las MMR sean superados por los beneficios, estimados como la diferencia del valor presente de pérdidas por la implementación de las MMR. Se discuten los tipos de distribución a ajustar al costo de MMR y una evaluación de costos de diferentes MMR junto con los parámetros de las distribuciones de probabilidad ajustadas a los datos obtenidos de costos. La aplicación del análisis B/C probabilista implementado, sólo se tiene en cuenta pérdidas directas sin tomar en cuenta las pérdidas en contenidos ni interrupción de las actividades, aunque si un acercamiento a la pérdida de producción por muertes prematuras a causas de colapsos, rubro que suma directamente en el numerador de la relación B/C contribuyendo a esta positivamente y a la decisión de implementar de la MMR. La inclusión de la interrupción de las actividades por la ocurrencia de eventos sísmicos en la evaluación del B/C es un camino por recorrer y de importancia en la revisión de MMR, tanto en edificaciones de grupos de ocupación primordial como en el sector privado e industrial, pues es la principal razón para el funcionamiento de dichas edificaciones. La metodología desarrollada es igualmente aplicable a otras amenazas naturales, así como a obras de infraestructura vial, tratamiento, almacenamiento y distribución de agua, y obras de control de amenaza.Postprint (published version

Análisis estructural teórico - técnico y los requerimientos de la NSR-10 para un proyecto de ingeniería civil en Colombia

El objetivo de este estudio, es crear una guía de análisis estructural; donde se determinen criterios básicos de diseño y calculo estructural; a través de la teoría y técnicas, que permitan realizar este análisis; para ello el investigador analiza y estudia diferentes textos de profesionales en calculo estructural, a nivel nacional e internacional, incluyendo procedimientos de diseño, programas de cálculo y la Norma Sismo Resistente De Colombia de 2010 (NRS-10), los cuales a través de la interpretación profesional se transfieren a la base teórica y argumentativa de este análisis estructural teórico-técnico.Universidad Libre Seccional Pereira -- Facultad de Ingeniería -- Ingeniería CivilThe objetive of this study is to create a structural analysis guide; where basic design and calculation criteria are determined; through theory and techniques that allow this analysis to be carried out; For this, the researcher analyzed and studied different texts by great professionals in structural calculation, nationally and internationally, including design procedures, calculation programs and the 2010 Colombian earthquake resistant standard (NRS-10), which through professional interpretation are transferred to the theoretical and argumentative basis of this theoretical-technical structural analysis

Reforzamiento y rehabilitación de fachadas de mamposteria, construidas en Bogotá D.C. - Colombia, antes de la expedición del reglamento NSR-10

El objetivo de una construcción sismo resistente es el de preservar tanto la vida humana como también el valor económico de la edificación. Con la expedición del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, se reglamentó la adecuación estructural de las edificaciones clasificadas como indispensables para la comunidad, construidas, en Colombia, antes de la entrada en vigencia, del Reglamento. Para adecuar estas edificaciones a los parámetros establecidos en el título A, del Reglamento se deben adelantar estudios de vulnerabilidad, medir la resistencia potencial de los elementos estructurales y no estructurales, ante la aparición de las solicitaciones sísmicas. Mediante algunas actividades de reforzamiento, se logra obtener el desempeño esperado, en todos los componentes de la edificación. La presente investigación, documenta procesos de reforzamiento y rehabilitación de fachadas de edificaciones fundamentales para la sociedad, adelantados por especialistas, reconocidos en Colombia y hace seguimiento a su estado físico, luego de los eventos sísmicos posteriores a su intervención. También, recopila y organiza la información técnica disponible, sobre diversos sistemas de rehabilitación y reforzamiento de mampostería, proveniente de las investigaciones adelantadas en países líderes en el desarrollo de la Ingeniería Sísmica. Con esta información se han establecido comparativos entre las diferentes técnicas de reforzamiento, en cuanto a eficiencia, facilidad constructiva y costo. La información se ha graficado en matrices de relación A partir del conocimiento adquirido, se ha propuesto un sistema de reforzamiento, para fachadas de ladrillo a la vista y se ha implementado en un proceso de reforzamiento de una edificación, en Bogotá. Se recogen los aspectos técnicos y económicos de la aplicación de este sistema. Se espera que las conclusiones y recomendaciones sirvan para apoyar la toma de decisiones en nuevos procesos de rehabilitación de edificaciones y a mejorar nuestras prácticas constructivas.Abstract. The objective of a seismic-resistant construction is to preserve both, human life and the economic value of the building. With the issuance of the Colombian Earthquake Resistant Building Regulations NSR -10, the structural adequacy of buildings classified as indispensable to the community, built in Colombia, before the effective date of the standard is regulated. To adapt these buildings to the parameters set out in section A, the NSR -10 should carry out studies of vulnerability, measure the potential strength of structural and non-structural elements, with the appearance of seismic loads. By strengthening some activities is achieved to obtain the expected performance in all components of the Building. This research documents processes of reinforcement and rehabilitation of buildings facades fundamental to society, developed by specialists recognized in Colombia and follows up his fitness after his speech post-seismic events. Collects and organizes technical information available on various systems rehabilitation and strengthening of masonry from the investigations conducted into countries leaders in the development of Earthquake Engineering. With this information are set comparison between different techniques of reinforcement, for efficiency, ease of construction and cost. The information has been plotted in relation matrices From the acquired knowledge, has proposed a system of reinforcement, for facades of brick and has been implemented in a process of strengthening of a building in Bogota. Technical and economic aspects of the application of this system are collected. It is hoped that the findings and recommendations serve to support decision-making in new buildings rehabilitation processes and improve our construction practices.Maestrí

Comportamiento inelástico de edificios con sistema estructural reticular celulado y alternativas de reforzamiento

Magíster en Ingeniería CivilMaestrí

Análisis de diseño y construcción de edificaciones de uno hasta cinco pisos, por sistema de muros por cortante

CD-T 693.85 B35; 250 pPara llevar a cabo la investigación adecuada, se realiza un análisis de los puntos correspondientes al tema, estableciendo los criterios técnicos diferenciadores entre las normas, filtrando así los necesarios. Expresándolos en un comparativo que demuestre cuáles son los mejores y más apropiados para obtener excelentes resultados. Teniendo en cuenta el comparativo, se elabora un paso a paso, el cual se encuentra apoyado y contiene soporte técnico mediante la ejecución de cálculos manuales, pretendiendo resultados claros, veraces y confiables a la luz de la normatividad ya mencionada sobre cómo diseñar y construir un edificio de uno (1) hasta (5) pisos por sistema de muros por cortante. La elaboración del análisis se convertirá en una guía aplicativa y facilitará la implementación correcta de los procesos constructivos, de tal manera que se podrá reducir la vulnerabilidad sísmica de las estructuras en concreto reforzado y en muros por cortante, en razón a que muchas de las construcciones urbanas de nuestros municipios, han evolucionado a través del tiempo mediante mejoras y ampliaciones que las han verticalizado, sin las mínimas consideraciones técnico-ingenieriles para garantizar su eficiente comportamiento ante solicitaciones sísmicas.Universidad Libre Seccional Pereir

Modelación probabilista de pérdidas económicas por sismo para la estimación de la vulnerabilidad fiscal del estado y la gestión financiera del riesgo soberano

El riesgo sísmico y en general los desastres futuros que puede sufrir una ciudad, una región o un país significan una obligación o pasivo contingente no explícito que puede afectar, desde el punto de vista macroeconómico, la sostenibilidad fiscal del Estado. En otras palabras, del riesgo de desastre se deriva una exposición fiscal que debe ser dimensionada de acuerdo con la responsabilidad del Estado, el cual es un tomador de riesgo, consciente o no, que debe formular una estrategia para afrontar dicho riesgo y, así, evitar efectos económicos adversos que afecten su sostenibilidad económica. En esta investigación se ilustra el porqué tanto los desastres extremos como los desastres menores recurrentes significan una exposición fiscal y son pasivos contingentes que deben tenerse en cuenta en el balance contable de las naciones. La evaluación de la vulnerabilidad fiscal frente a desastres depende del potencial de pérdidas económicas que puede llegar a tener un país y de la capacidad o resiliencia económica que tiene para afrontarlas y llevar a cabo la reposición o reconstrucción postdesastre. Aquí se sustenta que la forma más apropiada para llevar a cabo dicha evaluación es utilizando modelos probabilistas de riesgo que den cuenta del potencial de pérdidas máximas esperadas para un período de retorno y de modelos analíticos que permitan determinar la capacidad o el acceso a recursos económicos que permitan cubrir el déficit que puede generar un desastre. El presente documento presenta el tipo de técnicas actuariales con las cuales se puede dimensionar la exposición fiscal, evaluando en forma probabilista el daño estructural y las pérdidas que se derivan sobre los activos o bienes inmuebles de responsabilidad del Estado. La modelización probabilista del riesgo catastrófico y el inventario de efectos económicos de los eventos menores recurrentes son insumos fundamentales para proyectar mecanismos financieros factibles y estructuras alternativas de retención y transferencia del riesgo de acuerdo con análisis de optimización financiera. Dicha modelización actuarial permite proponer índices para asignar la prioridad de rehabilitación o refuerzo estructural de inmuebles utilizando la relación beneficio-costo de este tipo de intervenciones. Se presenta una descripción de los instrumentos financieros que se podrían explorar para definir una estrategia óptima de protección financiera. Se describe la aplicación de la modelización probabilista del riesgo sísmico a nivel urbano para el caso de Manizales, Colombia, con el propósito de ilustrar el diseño del seguro colectivo voluntario por terremoto para las edificaciones privadas, que actualmente está operando, cubriendo a los estratos sociales de bajos ingresos de la ciudad a través de un subsidio cruzado. También se presenta el cálculo del riesgo sísmico y las estrategias financieras de gestión del riesgo para Bogotá, Colombia, y la evaluación del riesgo sísmico de Barcelona, España, utilizando métricas probabilistas. Finalmente se incluye el análisis de riesgo sísmico del portafolio de edificaciones públicas de Colombia, para ilustrar un análisis de riesgo a nivel de un país y los resultados de riesgo, utilizando indicadores, para los países de las Américas y a nivel mundial, con el fin de dar cuenta del riesgo nacional (i.e. para el sector público y privado) y el riesgo soberano (i.e. de responsabilidad fiscal) de los países del mundo.Seismic risk and in general the potential disasters that a city, a region or a country can suffer mean a non-explicit contingent liability that can affect, from a macroeconomic perspective, the fiscal sustainability of the State. In other words, disaster risk derives in a fiscal exposure that has to be measure according to the responsibility of the State, which is a risk taker, conscious or not, that must develop a strategy to face that risk, thus, to avoid adverse economic effects that affect its economic sustainability. This research illustrates why both, extreme disasters and recurrent small disasters meand a fiscal exposure and why they are contingen liabilities that must be considered in the national balance of the countries. Fiscal vulnerability evaluation due to disasters depends on the potential economic losses that a country could have, and the ability or economic resilience that it has, to face them and carry out a post disaster recovery and reconstruction. It is explained the most appropriate way to develop an evaluation using probabilistic risk models that provides the potential maximum expected losses for a specific return period and describes how analytical models allow determining the ability to access economic resources to cover deficit that a disaster could generate. This document presents the kinds of actuarial techniques useful to measure fiscal exposure or fiscal vulnerability, evaluation, in a probabilistic way, structural damage and losses produced over the assets that are a fiscal responsibility of the government. Probabilistic catastrophe risk modeling and inventory of economic impact of recurrent small events are fundament supplies to propose feasible financial mechanisms and alternative structures of risk retention and risk transfer according to financial optimization analysis. This actuarial modeling allows proposing indices to prioritize, using cost/benefit rates, rehabilitation or structural reinforcement of assets. This thesis also presents a description of the financial instruments that can be explored to define an optimal strategy of financial protection. The document also presents the application of probabilistic seismic risk moddeling at urban level in three cities: The case of Manizales, Colombia illustrates the desighno of the voluntary collective earhtquake insurance of private buildings, which currentlycovers low-income homeowners of the city through a cross subsidy strategy; the seismic risk estimation and financial risk strategies for Bogota, Colombia; and the sismic risk evaluation of Barcelona, Spain. Finally, this thesis illustrates risk analysis at country level through presenting seismic risk analysis of public buildings portfolio of Colombia. Also, it describes a risk analysis at regional level in the Americas and at global level, using indicators to represent national risk (of public and private sectors) and sovereign risk (fiscal responsibility) of the whole countries of the world