Estimación de las funciones de vulnerabilidad sísmica en edificaciones en tierra

AbstractThis paper presents a model to assess seismic damage of earth buildings when a seismic action occurs; this is carried out through seismic vulnerability functions. The model relates the vulnerability index with the damage index according to a specific seism. Seismic vulnerability is based on the index proposed by Benedetti y Petrini [1] adapted to the condition of Colombian buildings. The damage index is estimated using the capacity/demand relationship. A sample of the 53 earth buildings in Bucaramanga was considered in the construction of the seismic vulnerability functions. The vulnerability index and the damage index were calculated on each one of the buildings for different maximum accelerations, and then with these indexes a vulnerability functions were estimated. These functions were used to evaluation seismic damage in the city of Bucaramanga.ResumenEn este trabajo se presenta una metodología para definir el daño producido por un sismo de aceleración pico efectiva de diseño, Aa, igual a 0.02 g y 0.05 g en edificaciones en tierra apisonada (tapia) o adobe, por medio de la generación de funciones de vulnerabilidad. La metodología propuesta consiste en relacionar un índice de vulnerabilidad con un índice de daño en función de un evento sísmico determinado. El modelo de índice de vulnerabilidad se basó en el que propusieron por Benedetti y Petrini [1], adaptado a las características de las edificaciones colombianas, y el índice de daño fue determinado mediante una relación demanda-capacidad. La construcción de las funciones requirió contar con una muestra de 53 edificaciones existentes en la ciudad de Bucaramanga. A cada uno de los edificios se le calculó su índice de vulnerabilidad y su índice de daño para diferentes aceleraciones máximas, y con ellos se construyeron las funciones de vulnerabilidad. Las funciones definidas en esta investigación fueron aplicadas en las edificaciones de la ciudad de Bucaramanga

Estimación del daño sísmico en edificaciones de mampostería a partir de la aplicación de funciones de vulnerabilidad simuladas

En el presente trabajo se aplica un modelo de evaluación del nivel de daño que pueden alcanzar las edificaciones de mampostería de una ciudad ante un determinado evento sísmico, el cual fue construido para condiciones propias de nuestro país. El modelo se basa en la aplicación de funciones de vulnerabilidad o matrices de probabilidad de daño, elaboradas a partir de técnicas de simulación. Las funciones están propuestas para valores de aceleración máxima desde 0,02 g a 0,25 g, y su utilización se recomienda a gran escala. El modelo fue aplicado a una población ubicada al nororiente colombiano, dentro del área metropolitana de Bucaramanga. Para su aplicación fue necesario realizar levantamiento en campo de la información básica de las edificaciones de la zona de estudio. En la construcción de las funciones y matrices se utilizó el estudio de amenaza sísmica existente. Con la información disponible, se aplicó el modelo implementando herramientas computacionales, y con ellas se elaboraron los mapas de daños para diferentes eventos sísmicos. Los resultados demostraron la aplicabilidad y sencillez del modelo, dado que para estimación de la vulnerabilidad de las edificaciones se requiere información general de las edificaciones, la cual es de fácil recolección en campo, y para la estimación del daño ante una acción determinada se utilizan directamente las funciones propuestas

Ambient vibrations testingon bridges

El diseño, construcción y mantenimiento de estructuras especiales como los puentes, han generado la necesidad de desarrollar pruebas experimentales apropiadas que permitan identificar con exactitud sus propiedades estructurales más  importantes  (estáticas  y  dinámicas). La  dificultad  para  utilizar  pruebas  con  vibración  forzada  o  excitación en una  forma controlada generó  la búsqueda de otros métodos de  identificación de mayor aplicabilidad como  la utilización de excitaciones debidas a las vibraciones ambientales. Las pruebas de vibraciones ambientales (AVT) han demostrado buenos resultados a nivel de los puentes en el contexto nacional e internacional, de aquí el interés en su estudio. En este documento se presenta un estudio de los principales aspectos relacionados con la aplicación de  las AVT, resaltando diferentes  temáticas como  las mediciones de campo, métodos existentes de  identificación modal con vibraciones ambientales y calibración de modelos en elementos fnitos a partir de datos experimentales.   The design, building and maintenance of  special  structures  such as bridges have generated  the need  to develop experimental  tests  in  order  to  identify,  in  a  precise manner,  their most  important  structural  properties  (statics and  dynamics). The  diffculty  to  use  forced  or  excitation-based  vibration  tests  in  a  controlled manner  brought about  the quest  for other useful and more applicable  identifcation methods such as  the use of excitation due  to ambient vibrations. The Ambient Vibration Testing (AVT) has yielded good results in bridges at both national and international levels. This is the reason for the interest in their study. This document presents a study of the principal aspects related to the application of AVT, focusing on different issues such as feld measurements, existing modal identifcation methods with ambient vibrations, and calibration of models in fnite elements from experimental data.&nbsp

Simulación de funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño sísmico para edificaciones de hormigón armado en sistema pórtico

En el presente trabajo se construyen funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño sísmico para edificaciones de concreto que corresponden al sistema estructural de pórticos, a partir de técnicas de simulación y de opinión de expertos. Las funciones y matrices propuestas relacionan la vulnerabilidad de una edificación con el nivel de daño que pueden alcanzar de-pendiendo de la acción del sismo. La determinación de la vulnerabilidad se realiza a partir de un índice, el cual es propuesto con base en la opinión de expertos. El daño se define por medio de un índice que depende de un análisis no lineal estático. Las técnicas de simulación fueron utilizadas para generar edificaciones hipotéticas que representan las características propias de las edificaciones de ciudades colombianas como Bucaramanga. Para la construcción y aplicación de las funciones y matrices se e-laboró una serie de herramientas que permiten, a partir de las características de las edificaciones de una zona, establecer el ni-vel de daño de una acción sísmica determinada.This paper outlines vulnerability functions and seismic damage probability matrixes being constructed for reinforced concrete frame buildings. These functions and matrixes were based on simulation techniques and experts’ opinion. The proposed functions and matrixes relate a building’s vulnerability to the level of damage which might be incurred, depending on an earthquake’s motion. Vulnerability was defined by estimating an index proposed by expert opinion. Damage was defined by means of a da-mage index depending on nonlinear static analysis. Simulation techniques were used for constructing hypothetical buildings and thereby to building the functions and matrixes. Such buildings represented the typical characteristics of Colombian cities’ reinforced concrete frame system (Bucaramanga for example). A set of tools was made for constructing and applying these functions and matrixes, allowing us to determine the level of seismic damage by using the buildings’ characteristics for specific seismic action

Estimación del daño sísmico en edificaciones de mampostería a partir de la aplicación de funciones de vulnerabilidad simuladas

En el presente trabajo se aplica un modelo de evaluación del nivel de daño que pueden alcanzar las edificaciones de mampostería de una ciudad ante un determinado evento sísmico, el cual fue construido para condiciones propias de nuestro país. El modelo se basa en la aplicación de funciones de vulnerabilidad o matrices de probabilidad de daño, elaboradas a partir de técnicas de simulación. Las funciones están propuestas para valores de aceleración máxima desde 0,02 g a 0,25 g, y su utilización se recomienda a gran escala. El modelo fue aplicado a una población ubicada al nororiente colombiano, dentro del área metropolitana de Bucaramanga. Para su aplicación fue necesario realizar levantamiento en campo de la información básica de las edificaciones de la zona de estudio. En la construcción de las funciones y matrices se utilizó el estudio de amenaza sísmica existente. Con la información disponible, se aplicó el modelo implementando herramientas computacionales, y con ellas se elaboraron los mapas de daños para diferentes eventos sísmicos. Los resultados demostraron la aplicabilidad y sencillez del modelo, dado que para estimación de la vulnerabilidad de las edificaciones se requiere información general de las edificaciones, la cual es de fácil recolección en campo, y para la estimación del daño ante una acción determinada se utilizan directamente las funciones propuestas

Puentes extradosados: evolución y tendencias actuales

Desde su aparición en 1994, los puentes extradosados han tomado un lugar importante para proyectos de carretera y ferrocarril, compitiendo en el rango de luces medias con los puentes atirantados y con los de viga cajón pretensada, construidos por voladizos sucesivos. Regionalmente estos puentes han sido implementados con mayor auge en Asia, pero los recientes proyectos desarrollados en América y Europa demuestran el interés que empieza a generar este tipo estructural.Este trabajo tiene el propósito de proveer una revisión de la evolución de los puentes extradosados, desde su origen hasta su aplicación actual; además, se pretende evidenciar, a través de los diferentes puentes que han sido construidos, que están en construcción y en fase de proyecto, las tendencias estructurales adoptadas. Finalmente, y como conclusión de este trabajo, se realiza el análisis de las principales ventajas y desventajas de esta tipología, en comparación con los puentes atirantados y los de pretensado de viga cajón

Fuzzy sets application to assess the parameters of the bridge seismic vulnerability

Peer Reviewe

Evaluación preliminar de la vulnerabilidad sísmica de puentes en Bucaramanaga (Colombia)

Summary The focus of this paper is to develop a simple model to assess vulnerability of bridges, which was applied in Bucaramanga. This model was made especially for areas where current reports of seismic damages of bridges do not exist. The method presented here is based on the identification of the most influential characteristics associated with the damage in a bridge under the action of an earthquake. The evaluation of these characteristics was carried out by means of the determination of nineteen parameters, to which were assigned a vulnerability degree and an importance value based on the opinion of experts. Due to the imprecision and subjectivity of the opinions, these data were processed by using fuzzy techniques. Once qualified each one of the parameters, it is proceeded to relate the qualifications of the parameters with their valué of importance by means of a fuzzy weight average. The result of this relationship according to techniques based on fuzzy sets corresponds to the "bridge vulnerability index ".El objetivo de este documento es presentar un modelo sencillo para evaluar la vulnerabilidad sísmica de los puentes, aplicado especialmente a áreas donde no existen reportes de daños de estas estructuras, como es el caso de la ciudad de Bucaramanga (Colombia). El método se basa en la identificación de las características más importantes asociadas con el daño en un puente bajo la acción de un terremoto. La evaluación de estas características fue llevaba a cabo mediante la determinación de 19 parámetros, a los cuales les fue asignado un grado de vulnerabilidad y un valor de importancia basado en la opinión de expertos. Debido a la imprecisión y a la subjetividad de las opiniones, estos datos fueron procesados usando técnicas de conjuntos difusos. Una vez calificados cada uno de estos parámetros, se procede a relacionar las calificaciones de los parámetros con sus valores de importancia mediante un promedio difuso. El resultado de estas relaciones de acuerdo a las técnicas basadas en conjuntos difusos corresponde al "indice de vulnerabilidad'.Peer ReviewedPostprint (published version

Metodología para la construcción de funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño sísmico en puentes de hormigón armado

In the presence of the event of bridges collapse for seismic action, it is important to take into account some tools which allow predicting their performance. Speaking of which, this work has the purpose to set up a methodology for the construction of vulnerability functions and damage probability matrices for reinforced concrete bridges. The methodology embodies the evaluation of a vulnerability index through a built model in which the opinion f experts was considered, and relates it with a damage index, through the appliance of the model proposed by Park and Ang. For this, the inventory of the bridges in existence in the city of Bucaramanga was done, and with this information a data base was built and this made easier the appliance of this methodology. In this way, preliminary functions were built and with these, the expected damages were evaluated before different seismic events.Ante la probabilidad de ocurrencia del colapso de los puentes por la acción sísmica, es importante contar con algunas herramientas que permitan predecir su comportamiento, razón por la cual el presente trabajo plantea una metodología para establecer funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño en puentes carreteables de hormigón armado. La metodología empleada incorpora la evaluación de un índice de vulnerabilidad a través de un modelo construido a partir de opinión de expertos y lo relaciona con un índice de daño, mediante la aplicación del modelo propuesto por Park y Ang. Para ello, se hizo el inventario de los puentes existentes en la ciudad de Bucaramanga, y con esta información se elaboró una base de datos que facilitara la aplicación de la metodología. Se plantearon funciones preliminares y con ellas se evaluaron los daños probables ante diferentes eventos sísmicos

Assessment of functions seismic vulnerability of earth building

ResumenEn este trabajo se presenta una metodología para definir el daño producido por un sismo de aceleración pico efectiva de diseño, Aa, igual a 0.02 g y 0.05 g en edificaciones en tierra apisonada (tapia) o adobe, por medio de la generación de funciones de vulnerabilidad. La metodología propuesta consiste en relacionar un índice de vulnerabilidad con un índice de daño en función de un evento sísmico determinado. El modelo de índice de vulnerabilidad se basó en el que propusieron por Benedetti y Petrini [1], adaptado a las características de las edificaciones colombianas, y el índice de daño fue determinado mediante una relación demanda-capacidad. La construcción de las funciones requirió contar con una muestra de 53 edificaciones existentes en la ciudad de Bucaramanga. A cada uno de los edificios se le calculó su índice de vulnerabilidad y su índice de daño para diferentes aceleraciones máximas, y con ellos se construyeron las funciones de vulnerabilidad. Las funciones definidas en esta investigación fueron aplicadas en las edificaciones de la ciudad de Bucaramanga.AbstractThis paper presents a model to assess seismic damage of earth buildings when a seismic action occurs; this is carried out through seismic vulnerability functions. The model relates the vulnerability index with the damage index according to a specific seism. Seismic vulnerability is based on the index proposed by Benedetti y Petrini [1] adapted to the condition of Colombian buildings. The damage index is estimated using the capacity/demand relationship. A sample of the 53 earth buildings in Bucaramanga was considered in the construction of the seismic vulnerability functions. The vulnerability index and the damage index were calculated on each one of the buildings for different maximum accelerations, and then with these indexes a vulnerability functions were estimated. These functions were used to evaluation seismic damage in the city of Bucaramanga