Evaluation of seismic hazard for the assessment of historical elements at risk : description of input and selection of intensity measures

The assessment of historical elements at risk from earthquake loading presents a number of differences from the seismic evaluation of modern structures, for design or retrofitting purposes, which is covered by existing building codes, and for the development of fragility curves, procedures for which have been extensively developed in the past decade. This article briefly discusses: the hazard framework for historical assets, including a consideration of the appropriate return period to be used for such elements at risk; the intensity measures that could be used to describe earthquake shaking for the analysis of historical assets; and available approaches for their assessment. We then discuss various unique aspects of historical assets that mean the characterisation of earthquake loading must be different from that for modern structures. For example, historical buildings are often composed of heterogeneous materials (e.g., old masonry) and they are sometimes located where strong local site effects occur due to: steep topography (e.g., hilltops), basin effects or foundations built on the remains of previous structures. Standard seismic hazard assessment undertaken for modern structures and the majority of sites is generally not appropriate. Within the PERPETUATE project performance-based assessments, using nonlinear static and dynamic analyses for the evaluation of structural response of historical assets, were undertaken. The steps outlined in this article are important for input to these assessments

PRENOLIN project. Results of the validation phase at sendai site

One of the objectives of the PRENOLIN project is the assessment of uncertainties associated with non-linear simulation of 1D site effects. An international benchmark is underway to test several numerical codes, including various non-linear soil constitutive models, to compute the non-linear seismic site response. The preliminary verification phase (i.e. comparison between numerical codes on simple, idealistic cases) is now followed by the validation phase, which compares predictions of such numerical estimations with actual strong motion data recorded from well-known sites. The benchmark presently involves 21 teams and 21 different non-linear computations. Extensive site characterization was performed at three sites of the Japanese KiK-net and PARI networks. This paper focuses on SENDAI site. The first results indicate that a careful analysis of the data for the lab measurement is required. The linear site response is overestimated while the non-linear effects are underestimated in the first iteration. According to these observations, a first set of recommendations for defining the non-linear soil parameters from lab measurements is proposed. PRENOLIN is part of two larger projects: SINAPS@, funded by the ANR (French National Research Agency) and SIGMA, funded by a consortium of nuclear operators (EDF, CEA, AREVA, ENL)

Peri-operative red blood cell transfusion in neonates and infants: NEonate and Children audiT of Anaesthesia pRactice IN Europe: A prospective European multicentre observational study

BACKGROUND: Little is known about current clinical practice concerning peri-operative red blood cell transfusion in neonates and small infants. Guidelines suggest transfusions based on haemoglobin thresholds ranging from 8.5 to 12 g dl-1, distinguishing between children from birth to day 7 (week 1), from day 8 to day 14 (week 2) or from day 15 (≥week 3) onwards. OBJECTIVE: To observe peri-operative red blood cell transfusion practice according to guidelines in relation to patient outcome. DESIGN: A multicentre observational study. SETTING: The NEonate-Children sTudy of Anaesthesia pRactice IN Europe (NECTARINE) trial recruited patients up to 60 weeks' postmenstrual age undergoing anaesthesia for surgical or diagnostic procedures from 165 centres in 31 European countries between March 2016 and January 2017. PATIENTS: The data included 5609 patients undergoing 6542 procedures. Inclusion criteria was a peri-operative red blood cell transfusion. MAIN OUTCOME MEASURES: The primary endpoint was the haemoglobin level triggering a transfusion for neonates in week 1, week 2 and week 3. Secondary endpoints were transfusion volumes, 'delta haemoglobin' (preprocedure - transfusion-triggering) and 30-day and 90-day morbidity and mortality. RESULTS: Peri-operative red blood cell transfusions were recorded during 447 procedures (6.9%). The median haemoglobin levels triggering a transfusion were 9.6 [IQR 8.7 to 10.9] g dl-1 for neonates in week 1, 9.6 [7.7 to 10.4] g dl-1 in week 2 and 8.0 [7.3 to 9.0] g dl-1 in week 3. The median transfusion volume was 17.1 [11.1 to 26.4] ml kg-1 with a median delta haemoglobin of 1.8 [0.0 to 3.6] g dl-1. Thirty-day morbidity was 47.8% with an overall mortality of 11.3%. CONCLUSIONS: Results indicate lower transfusion-triggering haemoglobin thresholds in clinical practice than suggested by current guidelines. The high morbidity and mortality of this NECTARINE sub-cohort calls for investigative action and evidence-based guidelines addressing peri-operative red blood cell transfusions strategies. TRIAL REGISTRATION: ClinicalTrials.gov, identifier: NCT02350348

Συστήματα ολισθήσεως υποβαλλόμενα σε εγγύς - του - ρήγματος σεισμικές διεγέρσεις: ανάπτυξη θεμελιωδών ανελαστικών αναλόγων

Numerous earthquakes and subsequent geotechnical failures in the last decade put forward the significance of strong motion phenomena such as “directivity” and “fling”. Moreover, the inelastic behaviour either of the soil or of any geotechnical structure as a whole system, reminds us of the importance of studying non-conventional inelastic systems. The scope of this work is to investigate the seismic response of sliding systems utilising the Newmark analogue not only in its original configuration but including also: (i) different types of frictional behaviour of the yielding interface between the block and its base, (ii) several combinations of triggering motion. Base excitation can be horizontal or simultaneous vertical-and-horizontal in case of a horizontal plane, whereas for an inclined base triggering can be parallel to the plane, horizontal to the plane, or simultaneously horizontal and vertical. In addition, sliding of a rigid body on an inclined base, could occur on top of a single degree of freedom oscillator. In that way the elasticity of the base is embraced too. Several friction models utilised herein: (i) Coulomb’s law of rigid-perfectly-plastic friction with a constant coefficient of friction, μ, (ii) an extended elasto-plastic frictional relationship and (iii) exponentially related friction with sliding velocity. In this way, the sensitivity of sliding response is tested and thorough understanding of the phenomenon is to be achieved. A wide variety of real accelerograms from strong earthquakes are applied as to incorporate near-fault characteristics in our research. Roughly 120 different ground motions are employed. The aim is to end up with empirical expressions to estimate sliding displacement for a minimum of ground motion information. Earthquake records contain information on the seismic intensity and potential destructiveness of ground shaking. Numerous parameters of a ground motion have been proposed over the years to serve as indices of the “damage potential” of a ground motion. They are often called “Damage Potential Indices”. Several Damage Potential Indices are tested herein against the amount of slippage induced by a ground motion. Specifically, the examined indices include: the Arias intensity; the Housner intensity; the RMS acceleration, or velocity, or displacement; the characteristic intensity; the specific energy density; the cumulative absolute velocity; the sustained maximum acceleration and velocity; the acceleration and velocity spectrum intensity; the predominant period; the mean period; the significant duration. In case of sliding systems governed by the Coulomb’s friction law, we introduce the idea of equivalent sliding motions for a given displacement level, and present particular shortcomings of elastic response spectra for such anelastic systems. The concept of equivalent sliding motions is as follows: for a given predetermined level of sliding displacement and yielding acceleration, we obtain the appropriate scaled ground motions that induce this predetermined slippage.Ο θεματικός πυρήνας της διατριβής είναι η διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης θεμελιωδών εντόνως ανελαστικών συστημάτων όταν αυτά διεγείρονται όχι από οποιαδήποτε επιταχυνσιογραφήματα αλλά από καταγραφές εγγύς-του-ρήγματος. Τα εν λόγω επιταχυνσιογραφήματα εμφανίζουν παλμούς λόγω κατευθυντικότητας ή και αλτηματικότητας, σαφείς ενδείξεις της κατεύθυνσης διαδόσεως της διάρρηξης και της ανάδυσης του σεισμογόνου ρήγματος στην επιφάνεια. Οι σεισμικές αυτές κινήσεις παρουσιάζουν μακροπερίοδο συχνοτικό περιεχόμενο με ακολουθίες παλμών στην επιτάχυνση και στην ταχύτητα οι οποίες έχουν δυσμενείς συνέπειες στην απόκριση των μελετούμενων συστημάτων. Χρησιμοποιήθηκαν 120 επιταχυνσιογραφήματα από διεθνείς σεισμούς των τελευταίων δύο δεκαετιών αλλά και μεγάλος αριθμός εξιδανικευμένων παλμών. Τα μή-γραμμικά συστήματα της ερευνάς μας είναι συστήματα τριβής επί οριζοντίου και κεκλιμένου υποβάθρου, στα οποία η ολισθαίνουσα μάζα στηρίζεται σε βάση διεγειρόμενη είτε απευθείας είτε μέσω ενός μονοβάθμιου ταλαντωτή. Όλες οι παραμετρικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με την χρήση του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS. Τα φαινόμενα της “κατευθυντικότητας” και της “αλτηματικότητας” που κυριαρχούν εγγύς-του-ρήγματος προικοδοτούν τους εδαφικούς κραδασμούς με μακρο-περίοδους παλμούς στην χρονοϊστορία της επιτάχυνσης ή και της ταχύτητας. Ο ρόλος των παλμών αυτών στην πρόκληση βλαβών σε γεωτεχνικά συστήματα διερευνήθηκε στην διατριβή αυτή μέσω τριών απλών θεμελιωδών συστημάτων τριβής (τύπου Newmark), όπου η καταπόνηση δεν είναι παρά η σεισμικώς προκαλούμενη ολίσθηση ενός στερεού σώματος ή απλού ταλαντωτή. Διεγείροντας τα απλά αυτά συστήματα με ένα μεγάλο πλήθος καταγεγραμμένων εδαφικών κραδασμών (επιταχυνσιογραφημάτων) αλλά και με καταλλήλως εξιδανικευμένους παλμούς (wavelets), μελετούμε την επίδραση ενός πλήθους παραγόντων στην ολίσθηση (μέγιστη και τελική). Συμπεραίνουμε ότι χαρακτηριστικά των εγγύς-του-ρήγματος κραδασμών όπως οι μακροπερίοδοι παλμοί στην επιτάχυνση, το μέγιστο βήμα ταχύτητας, η αλληλουχία των παλμών, η ασυμμετρία και πολικότητα της επιτάχυνσης, είναι πολύ σημαντικότερα από τις συνήθεις παραμέτρους όπως η κορυφαία τιμή της επιτάχυνσης και η ταυτόχρονη επιβολή ισχυρής κατακόρυφης διέγερσης. Το σύνολο των λεπτομερών αναλύσεων επέτρεψε την επίτευξη βαθύτερης κατανόησης όχι μόνον του ρόλου των προαναφερθεισών παραμέτρων, αλλά και της απροβλεψιμότητας του μεγέθους της ολίσθησης από έναν συγκεκριμένο κραδασμό. Καθιερωμένα αλλά και νεο-προτεινόμενα “μέτρα εντάσεως” ή “δείκτες καταστροφικότητας” όπως χαρακτηρίζονται στην διατριβή, είναι από μόνα τους ανεπαρκή για την πρόβλεψη της ολίσθησης — συμμετρικού ή ασύμμετρου συστήματος. Μόνον στατιστικές εκτιμήσεις είναι δυνατές με σχετική αξιοπιστία. Τα καθιερωμένα διαγράμματα Makdisi και Seed αποδεικνύονται ανεπαρκή για την εκτίμηση των ανελαστικών μετακινήσεων γεωτεχνικών συστημάτων από εγγύς του ρήγματος διεγέρσεις. Αναπτύσσονται λοιπόν νέες σχέσεις για το άνω πιθανό όριο των ολισθήσεων από τις διεγέρσεις αυτές

Kinematic and inertial response of simple structural analogues subjected to strong seismic ecxitation affected by 2-D soil topography [sliding systems under near–fault ground shaking: development and demonstration of inelastic analogues]

607 σ.Ο θεματικός πυρήνας της διατριβής είναι η διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης θεμελιωδών εντόνως ανελαστικών συστημάτων όταν αυτά διεγείρονται όχι από οποιαδήποτε επιταχυνσιογραφήματα αλλά από καταγραφές εγγύς-του-ρήγματος. Τα εν λόγω επιταχυνσιογραφήματα εμφανίζουν παλμούς λόγω κατευθυντικότητας ή και αλτηματικότητας, σαφείς ενδείξεις της κατεύθυνσης διαδόσεως της διάρρηξης και της ανάδυσης του σεισμογόνου ρήγματος στην επιφάνεια. Οι σεισμικές αυτές κινήσεις παρουσιάζουν μακροπερίοδο συχνοτικό περιεχόμενο με ακολουθίες παλμών στην επιτάχυνση και στην ταχύτητα οι οποίες έχουν δυσμενείς συνέπειες στην απόκριση των μελετούμενων συστημάτων. Χρησιμοποιήθηκαν 120 επιταχυνσιογραφήματα από διεθνείς σεισμούς των τελευταίων δύο δεκαετιών αλλά και μεγάλος αριθμός εξιδανικευμένων παλμών. Τα μή-γραμμικά συστήματα της ερευνάς μας είναι συστήματα τριβής επί οριζοντίου και κεκλιμένου υποβάθρου, στα οποία η ολισθαίνουσα μάζα στηρίζεται σε βάση διεγειρόμενη είτε απευθείας είτε μέσω ενός μονοβάθμιου ταλαντωτή. Όλες οι παραμετρικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με την χρήση του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS. Τα φαινόμενα της “κατευθυντικότητας” και της “αλτηματικότητας” που κυριαρχούν εγγύς-του-ρήγματος προικοδοτούν τους εδαφικούς κραδασμούς με μακρο-περίοδους παλμούς στην χρονοϊστορία της επιτάχυνσης ή και της ταχύτητας. Ο ρόλος των παλμών αυτών στην πρόκληση βλαβών σε γεωτεχνικά συστήματα διερευνήθηκε στην διατριβή αυτή μέσω τριών απλών θεμελιωδών συστημάτων τριβής (τύπου Newmark), όπου η καταπόνηση δεν είναι παρά η σεισμικώς προκαλούμενη ολίσθηση ενός στερεού σώματος ή απλού ταλαντωτή. Διεγείροντας τα απλά αυτά συστήματα με ένα μεγάλο πλήθος καταγεγραμμένων εδαφικών κραδασμών (επιταχυνσιογραφημάτων) αλλά και με καταλλήλως εξιδανικευμένους παλμούς (wavelets), μελετούμε την επίδραση ενός πλήθους παραγόντων στην ολίσθηση (μέγιστη και τελική). Συμπεραίνουμε ότι χαρακτηριστικά των εγγύς-του-ρήγματος κραδασμών όπως οι μακροπερίοδοι παλμοί στην επιτάχυνση, το μέγιστο βήμα ταχύτητας, η αλληλουχία των παλμών, η ασυμμετρία και πολικότητα της επιτάχυνσης, είναι πολύ σημαντικότερα από τις συνήθεις παραμέτρους όπως η κορυφαία τιμή της επιτάχυνσης και η ταυτόχρονη επιβολή ισχυρής κατακόρυφης διέγερσης. Το σύνολο των λεπτομερών αναλύσεων επέτρεψε την επίτευξη βαθύτερης κατανόησης όχι μόνον του ρόλου των προαναφερθεισών παραμέτρων, αλλά και της απροβλεψιμότητας του μεγέθους της ολίσθησης από έναν συγκεκριμένο κραδασμό. Καθιερωμένα αλλά και νεο-προτεινόμενα “μέτρα εντάσεως” ή “δείκτες καταστροφικότητας” όπως χαρακτηρίζονται στην διατριβή, είναι από μόνα τους ανεπαρκή για την πρόβλεψη της ολίσθησης — συμμετρικού ή ασύμμετρου συστήματος. Μόνον στατιστικές εκτιμήσεις είναι δυνατές με σχετική αξιοπιστία. Τα καθιερωμένα διαγράμματα Makdisi και Seed αποδεικνύονται ανεπαρκή για την εκτίμηση των ανελαστικών μετακινήσεων γεωτεχνικών συστημάτων από εγγύς του ρήγματος διεγέρσεις. Αναπτύσσονται λοιπόν νέες σχέσεις για το άνω πιθανό όριο των ολισθήσεων από τις διεγέρσεις αυτές.Numerous earthquakes and subsequent geotechnical failures in the last decade put forward the significance of strong motion phenomena such as “directivity” and “fling”. Moreover, the inelastic behaviour either of the soil or of any geotechnical structure as a whole system, reminds us of the importance of studying non-conventional inelastic systems. The scope of this work is to investigate the seismic response of sliding systems utilising the Newmark analogue not only in its original configuration but including also: (i) different types of frictional behaviour of the yielding interface between the block and its base, (ii) several combinations of triggering motion. Base excitation can be horizontal or simultaneous vertical-and-horizontal in case of a horizontal plane, whereas for an inclined base triggering can be parallel to the plane, horizontal to the plane, or simultaneously horizontal and vertical. In addition, sliding of a rigid body on an inclined base, could occur on top of a single degree of freedom oscillator. In that way the elasticity of the base is embraced too. Several friction models utilised herein: (i) Coulomb’s law of rigid-perfectly-plastic friction with a constant coefficient of friction, μ, (ii) an extended elasto-plastic frictional relationship and (iii) exponentially related friction with sliding velocity. In this way, the sensitivity of sliding response is tested and thorough understanding of the phenomenon is to be achieved. A wide variety of real accelerograms from strong earthquakes are applied as to incorporate near-fault characteristics in our research. Roughly 120 different ground motions are employed. The aim is to end up with empirical expressions to estimate sliding displacement for a minimum of ground motion information. Earthquake records contain information on the seismic intensity and potential destructiveness of ground shaking. Numerous parameters of a ground motion have been proposed over the years to serve as indices of the “damage potential” of a ground motion. They are often called “Damage Potential Indices”. Several Damage Potential Indices are tested herein against the amount of slippage induced by a ground motion. Specifically, the examined indices include: the Arias intensity; the Housner intensity; the RMS acceleration, or velocity, or displacement; the characteristic intensity; the specific energy density; the cumulative absolute velocity; the sustained maximum acceleration and velocity; the acceleration and velocity spectrum intensity; the predominant period; the mean period; the significant duration. In case of sliding systems governed by the Coulomb’s friction law, we introduce the idea of equivalent sliding motions for a given displacement level, and present particular shortcomings of elastic response spectra for such anelastic systems. The concept of equivalent sliding motions is as follows: for a given predetermined level of sliding displacement and yielding acceleration, we obtain the appropriate scaled ground motions that induce this predetermined slippage.Ευαγγελία Κ. Γαρίν

Prenolin: International benchmark on 1D nonlinear: Site-response analysis—validation phase exercise

This article presents the main results of the validation phase of the PRENOLIN project. PRENOLIN is an international benchmark on 1D nonlinear (NL) site-response analysis. This project involved 19 teams with 23 different codes tested. It was divided into two phases; with the first phase verifying the numerical solution of these codes on idealized soil profiles using simple signals and real seismic records. The second phase described in this article referred to code validation for the analysis of real instrumented sites. This validation phase was performed on two sites (KSRH10 and Sendai) of the Japanese strong-motion networks KiK-net and Port and Airport Research Institute (PARI), respectively, with a pair of accelerometers at surface and depth. Extensive additional site characterizations were performed at both sites involving in situ and laboratory measurements of the soil properties. At each site, sets of input motions were selected to represent different peak ground acceleration (PGA) and frequency content. It was found that the code-to-code variability given by the standard deviation of the computed surface-response spectra is around 0.1 (in log10 scale) regardless of the site and input motions. This indicates a quite large influence of the numerical methods on site-effect assessment and more generally on seismic hazard. Besides, it was observed that sitespecific measurements are of primary importance for defining the input data in siteresponse analysis. The NL parameters obtained from the laboratory measurements should be compared with curves coming from the literature. Finally, the lessons learned from this exercise are synthesized, resulting also in a few recommendations for future benchmarking studies, and the use of 1D NL, total stress site-response analysis. © 2018, Seismological Society of America. All rights reserved

Morbidity and mortality after anaesthesia in early life: results of the European prospective multicentre observational study, neonate and children audit of anaesthesia practice in Europe (NECTARINE)

Background: Neonates and infants requiring anaesthesia are at risk of physiological instability and complications, but triggers for peri-anaesthetic interventions and associations with subsequent outcome are unknown. Methods: This prospective, observational study recruited patients up to 60 weeks' postmenstrual age undergoing anaesthesia for surgical or diagnostic procedures from 165 centres in 31 European countries between March 2016 and January 2017. The primary aim was to identify thresholds of pre-determined physiological variables that triggered a medical intervention. The secondary aims were to evaluate morbidities, mortality at 30 and 90 days, or both, and associations with critical events. Results: Infants (n=5609) born at mean (standard deviation [sd]) 36.2 (4.4) weeks postmenstrual age (35.7% preterm) underwent 6542 procedures within 63 (48) days of birth. Critical event(s) requiring intervention occurred in 35.2% of cases, mainly hypotension (>30% decrease in blood pressure) or reduced oxygenation (SpO2 <85%). Postmenstrual age influenced the incidence and thresholds for intervention. Risk of critical events was increased by prior neonatal medical conditions, congenital anomalies, or both (relative risk [RR]=1.16; 95% confidence interval [CI], 1.04-1.28) and in those requiring preoperative intensive support (RR=1.27; 95% CI, 1.15-1.41). Additional complications occurred in 16.3% of patients by 30 days, and overall 90-day mortality was 3.2% (95% CI, 2.7-3.7%). Co-occurrence of intraoperative hypotension, hypoxaemia, and anaemia was associated with increased risk of morbidity (RR=3.56; 95% CI, 1.64-7.71) and mortality (RR=19.80; 95% CI, 5.87-66.7). Conclusions: Variability in physiological thresholds that triggered an intervention, and the impact of poor tissue oxygenation on patient's outcome, highlight the need for more standardised perioperative management guidelines for neonates and infants