Exploração da análise custo-benefício na redução do risco sísmico

Masonry buildings comprise more than 50% of the masonry building stock in Portugal according to the 2011 national census. This construction typology has revealed a poor performance during the destructive events which took place in Portugal in the last century. Past efforts to characterize the seismic vulnerability of this type of construction have focused mostly on individual buildings. In this dissertation, cost-benefit analyses are performed for a set of retrofitting techniques compatible with masonry buildings. Chapter 1 presents the aims, motivations and scope of the research, hence explaining the context of the current research. In Chapter 2, a literature review is presented with the purpose to introduce the reader to topics associated to this research. Important topics are addressed as building stock characterisation, physical damage and fatality assessment, retrofitting and cost-benefit analysis. Chapter 3 is devoted to the geometric and mechanical characterization of the two most common stone masonry building typologies in Portugal, limestone and granite. A statistical treatment is made, and probability density functions are defined for important structural features. Chapter 4 aims at implementing advanced numerical models and developing damage fragility functions for masonry buildings. Chapter 5 discusses the state-of-the-practice in fatality assessment and introduces the outcomes of the advanced structural analysis to propose a new fatality assessment framework. In Chapter 6, retrofitting techniques compatible with masonry buildings in Portugal are modelled and numerically assessed, to develop fragility and fatality vulnerability functions. Chapter 7 comprises the implementation of consequence functions at the national scale. Finally, the main outcomes, principal conclusions and future research is discussed in Chapter 8.Os edifícios de alvenaria representam mais de 50% do parque habitacional de alvenaria em Portugal de acordo com o recenseamento nacional de 2011. Este tipo de construção revelou ter um fraco desempenho durante os eventos destrutivos ocorridos em Portugal no século passado. Os esforços anteriores para caracterizar a vulnerabilidade sísmica deste tipo de construção concentraram-se principalmente em edifícios individuais. Nesta tese é realizada uma análise custo-benefício para um conjunto de técnicas de reforço compatíveis com edifícios de alvenaria. O Capítulo 1 apresenta, de forma sucinta, os objetivos, motivações, e a estrutura da tese. No Capítulo 2, é apresentada uma revisão da literatura com o objetivo de apresentar aos leitores tópicos relacionados com esta investigação desenvolvida. O Capítulo 3 é dedicado à caracterização geométrica e mecânica de dois tipos de edifícios de alvenaria de pedra mais comuns em Portugal, calcário e granito. É frito um tratamento estatístico a partir do qual são definidas funções de densidade de probabilidade para caracterizar os parâmetros estruturais mais importantes. O Capítulo 4 visa a implementação de modelos numéricos avançados e o desenvolvimento de funções de fragilidade para edifícios de alvenaria. No Capítulo 5 discute-se o estado da prática na avaliação de fatalidades e apresentam-se os resultados da análise estrutural avançada no procedimento de avaliação de fatalidades. No Capítulo 6, são avaliadas com recurso a modelos numéricos um conjunto de técnicas de reforço compatíveis com edifícios de alvenaria em Portugal e são ainda desenvolvidas funções de vulnerabilidade e fragilidade para fatalidades, tendo em conta o impacto dessas técnicas no comportamento sísmico destes edifícios. O Capítulo 7 cobre a implementação das funções de consequência à escala nacional. Finalmente, o Capítulo 8 compila as principais conclusões e apresenta sugestões de futura investigação a desenvolver neste campo.Programa Doutoral em Engenharia Civi

Estimación de la vulnerabilidad sísmica de viviendas de albañilería confinada de Lima

El objetivo de este trabajo es desarrollar funciones de fragilidad y de vulnerabilidad para edificios informales de albañilería confinada de Lima, Perú. Estas funciones pueden ser utilizadas para desarrollar escenarios sísmicos a escala urbana. Se ha desarrollado una base de datos a partir de encuestas realizadas en estudios previos. Esta base de datos contiene información acerca de las características estructurales de viviendas informales de albañilería confinada de la ciudad de Lima (e. g. densidad de muros, área de la edificación, altura). Cada característica ha sido modelada mediante funciones distribución de probabilidad. Utilizando simulación Montecarlo se ha generado una población sintética de viviendas de albañilería confinada a partir de las funciones de probabilidad que describen la muestra. Posteriormente se ha utilizado un método simplificado para calcular la curva de capacidad de la población sintética mencionada. En este punto, la demanda sísmica fue definida utilizando un grupo de registros sísmicos. Estos registros fueron seleccionados de acuerdo a la actividad sísmica de la costa del Perú (e. g. tipo de ruptura, distribución de intensidad sísmica, niveles de magnitud sísmica). Se utilizó el método DBELA (Displacement-based Earthquake Loss Assessment) para determinar el estado de daño de cada vivienda cuando es sujeta a cada registro sísmico. Se ensamblaron matrices de probabilidad de daño a partir de los resultados obtenidos. Posteriormente se obtuvo el periodo de aceleración espectral más eficiente para representar los estados de daño registrados. Los datos obtenidos se ajustaron a funciones de fragilidad utilizando el método de mínimos cuadrados. Finalmente, se definieron factores de daño de acuerdo a las recomendaciones de HAZUS (Hazard in the United States). Se obtuvieron curvas de vulnerabilidad de la convolución entre las curvas de fragilidad y los factores de daño. Se han utilizado las funciones obtenidas para estimar daños en sismos con nivel de ocurrencia “rara”. Aunque en nuestro país no se tienen datos precisos sobre los efectos que estos sismos tendrían en viviendas de albañilería confinada, los resultados muestran valores razonables en relación a los que se han registrado en anteriores sismos. De la interpretación de las curvas se esperan aproximadamente 10% y 40% de colapsos en viviendas informales de 1 piso y de 2 pisos respectivamente.Tesi