Evaluación Rápida para Estructuras para ser Utilizadas en Desalojo

Transcripción

Inspección Rápida para
Estructuras a ser
Consideradas para Desalojo
Vertical
(Basado en el FEMA 154 y ASCE 31-03)
Ing. Javier Charón, ME, EIT
Ing. Jose R. Ramírez, MSc
Ing. Genock Portela, PhD, PE
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Introducción
Método de Evaluación
Pasos Generales
Código de Construcción
Estructuras
ASCE 31-03
FEMA 154
Borrador Formulario FEMA 154
Ejemplo Borrador Formulario FEMA 154
Photo Credit: AP
Introducción
¿Que es desalojo vertical?
¿Es mi edificio un buen refugio contra tsunami?
Introducción
El desalojo vertical es:
• Un refugio ante los tsunamis.
• Es un montículo de tierra o
edificio que tenga la
altura suficiente para elevar los
refugiados por encima del nivel
de inundación por tsunami.
• Este ha sido diseñado y
construido con la fuerza y la
resistencia necesaria para
resistir los efectos de las olas
del tsunami.
Photo Credit: Diana Comte, University of Chile
Método para Evaluación
Rápida
• Este método usa como base el FEMA 154 y es complementado
con el ASCE 31-03.
• Este método permite evaluar edificios existentes de manera
rápida, permitiendo descartar aquellas estructuras que no
poseen las características necesarias.
• Aquellas estructuras que pasen la evaluación, son estructuras
que requieren una evaluación más profunda y exhaustiva.
• El hecho que una estructura no pase la evaluación, no significa
que la misma no tenga la capacidad para resistir un Sismo, sino
que no posee las características requeridas para considerarse
para ser utilizada para Desalojo Vertical.
Pasos Generales
Antes de comenzar a evaluar estructuras considere
Pasos Generales
• Presupuesto
• Nos ayuda a determinar el alcance
• Determinar Lugar
• Establecer lugar de mayor necesidad
• Identificar Estructuras
• Recolectar Dato de Diseño
• Inspección de Campo
• Inspección Exterior
• Si es necesario Interior
• Considere:
• Población
• Ruta de Desalojo
• Descartar Estructuras:
• De madera
• De 3 pisos o menos
• Construcción Mixta
• Planos de Construcción
• Estudio de Suelos
• Otros
Códigos de Construcción
• El AIA
• Building codes provide the minimum standards under which
buildings can be legally constructed. They are adopted and
enforced to help safeguard the public health, safety and general
welfare.
• El Puerto Rico Building Code establece que:
• This comprehensive building code establishes minimum
regulations for building systems using prescriptive and
performance-related provisions. It is founded on broad-based
principles that make possible the use of new materials and new
building designs.
• Los primeros código
buscaban evitar que las
estructuras colapsaran.
• El objetivo de los códigos
modernos es que la
estructura sobrepase el
terremoto con daños
controlados pero sin
colapso, ni pérdidas de
vidas.
• Lo ideal para desalojo
vertical es que luego de un
terremoto podamos volver a
utilizar la estructura.
• Código de construcción en Puerto Rico:
• El primer código fue adoptado en 1968, conocido como “Planning
Regulation 7”.*(Reglamento 7)
• En 1987 se adopto el 1982 Uniform Building Code (UBC).*
• En 1998 se adopto el 1997 UBC.*
• En 2011 se adopto el 2009 International Code Council (ICC).**
*Building Performance Assessment: Hurricane Georges In Puerto Rico, FEMA 339 (1999)
** 2011 Puerto Rico Building Code
Estructuras
• Limitación de tipos de Estructuras
• El tipo de estructuras fueron limitadas utilizando como guía:
• Manual del FEMA 154
• FEMA “Structure Collapse Technician Training”.
• Basado en esto establecimos las estructuras ideales y las No
aptas.
Estructuras
• Las estructuras no aptas fueron eliminadas del documento de
evaluación.
• Las estructuras no aptas son:
•
•
•
•
•
W1 – Wood Light Frame
W2 – Wood Frame, Commercial and Industrial
S3 – Light Metal Frame
Tilt up
URM – Unreinforced Masonry
Tipos de Estructuras NO Aptas
Wood Light Frames – W1
Photo Credit: E.V. Leyendecker, U.S. Geological Survey
• La falla mas común para este
tipo de estructura son:
• Conexión inadecuada entre
la estructura y sus
cimientos.
• Aperturas rectangulares que
se deforman volviéndose
paralelogramos.
Loma Prieta, 1989
Wood Frames, Commercial
and Industrial –W2
Photo Credit: U.S. Geological Survey
• Este tipo de estructura
pueden sufrir mayores
daños
• Si su primer piso es abierto
“weak/soft story”.
• Paredes de niveles
superiores no coinciden con
la de los niveles mas bajos.
Loma Prieta, 1989
• Típicamente de un solo nivel.
• Registros históricos indican
que este tipo de estructura
sufre de daños por pobres
conexiones y errores en la
construcción tales como
soldaduras incompletas en las
uniones (joints).
• Son estructuras susceptibles
a sufrir daños por cargas de
viento.
Photo Credit: Lindie Brewer, U.S. Geological Survey
Light Metal Frames – S3
Landers, California 1992
Tilt-Up Construction
Photo Credit: Structural Engineering Group, Reid Middleton
• Los fallas mas comunes por
terremoto son:
• En las conexión entre las
paredes y techo o piso.
• Objetos prefabricados o
paneles suspendidos
pueden caer o
desprenderse.
Chile 2011
URM
Photo Credit: Martin Hunter
• Material quebradizo.
• Su resistencia y
comportamiento a un
terremoto depende de
la resistencia del
mortero.
• Este tipo de estructura
posee muy poco o
ningún tipo de refuerzo.
New Zealand, Sept. 2010
ASCE 31 - 03
• ¿Que es el ASCE 31-03?
• Seismic Evaluation of Existing Buildings
• Con este manual se puede determinar si un edificio está
adecuadamente diseñado y construido para resistir las
fuerzas sísmicas.
• Este manual proporciona un proceso de tres niveles para la
evaluación sísmica de los edificios existentes. Dentro de eso
niveles tiene dos categorías:
• Life Safety
• Immediate Occupancy
ASCE 31 - 03
• Recomendaciones para evaluar estructuras para Desalojo Vertical:
• Solamente utilice el Nivel 1 o “Screening Phase Tier 1”:
• De este solo se utilizará la sección: “Building System”, ya que este esta
enfocado a evaluar la estructura desde su exterior.
• Tome en consideración que a usted le interesa continuar utilizando la
estructura luego del sismo. Por lo tanto recomendamos que realice la
evaluación en base a “Immediate Ocupancy”.
• Ej.
• Cracks in Boundary Columns: There shall be no existing diagonal cracks wider
than 1/8 inch for Life Safety and 1/16 inch for Immediate Occupancy in
concrete columns that encase masonry infills. C3.
• El propósito de esta fase de evaluación es identificar de manera
rápida que el edificio cumple con los estándares. Además ayuda al
profesional a evaluar el edificio, sus posibles deficiencias y
comportamiento.
FEMA 154
¿Qué es FEMA 154?
• Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards (RVS)
• Publicado 1988, hasta el 2002 se había utilizado para evaluar sobre
70,000 estructuras en los EU.
• Este manual presenta un método para identificar rápidamente, realizar
inventario e identificar edificios que presentan riesgo de muerte,
lesión, o que tendrán limitación en el uso después de un terremoto.
• Utilizando un sistema de puntuación basado en el tipo de estructura,
esta evaluación nos permite identificar:
• Edificios existentes que fueron diseñados y construidos antes de la utilización
de códigos de construcción para sismos.
• Edificios que estén construidas sobre suelos blandos.
• Edificios que poseen características no adecuadas para resistir un sismo.
FEMA 154
• Como parte de la evaluación cada estructura recibe una puntuación
que establece si la misma requiere una evaluación mas detallada.
• FEMA recomienda:
• Valor mínimo es de 2.
• Evaluación detallada sea realizada por un profesional con experiencia en
diseño sísmico.
• Limitación:
• Sólo aplica a edificios.
• El resultado de la evaluación puede verse afectado por el nivel de
experiencia del evaluador.
• El método es sumamente conservador.
• Algunas estructuras adecuadas podrían clasificarse como peligrosas.
• Algunos tipos de estructuras no se encuentran identificadas en el
FEMA 154.
Formulario
Formulario
Formulario
Formulario
Estructura No apta para desalojo vertical
Estructura apta para evaluación con mayor detalle
Formulario
Formulario
EJEMPLO
UTILIZANDO FEMA 154
Dirección:
Calle Mendez Vigo #165,
Mayaguez, PR
Código Postal: 00680
Otra Identificación:
Niveles:
121 Apartamentos
12
Año de Const.:
Inspector: Genock Portela
1956
Fecha: 12 - junio - 2012
Area Total Plantas (pies²):
81,972
Nombre de la Estructura: Edificio Darlington
Uso:
Oficinas UPRM (Anteriormente tenía uso reidencial)
6831
81972
Uso y Ocupación
Oficinas
Tipo de Suelo
Asamblea
Gob.
Número de Ocupantes
Comercio
Historico
Resid.
0 - 10
11 - 100
Ser. Emerg
Industria
Escuela
101 - 1000
> 1000
Descripción de objetos con riesgo de caída:
Tipo de edificio
Cal. Básica
h med (4 a 7 niveles)
h alt (> 7 niveles)
Irreg. Vertical
Irreg. Planta
Pre -Código
Posterior a Año de Referencia
Suelo tipo C
Suelo tipo D
Suelo tipo E
Calificación Final
A
B
Roca dura
Roca débil
C
D
Riesgo de Caídas
E
F
Fachadas
Suelo denso Suelo duro Suelo blando Suelo pobre Antenas y Rótulos
Otros
x
Antenas y luminarias en el techo
S1
S2
S4
S5
C1
C2
C3
(MRF)
(BR)
(RC SW)
(URM INF)
(MRF)
(SW)
(URM INF)
2.80
0.20
0.60
-1.00
-0.50
-1.00
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
3.00
0.40
0.80
-1.50
-0.50
-0.80
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.80
1.60
-0.40
-0.60
-1.00
2.00
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
2.50
0.40
0.60
-1.50
-0.50
-1.20
1.40
-0.40
-0.40
-0.80
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-1.00
2.40
-0.40
-0.60
-0.80
1.60
0.20
0.30
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.40
-0.80
PC2
2.40
0.20
0.40
-1.00
-0.50
-0.80
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
RM1
RM2
(FD)
(RD)
2.80
0.40
N/A
-1.00
-0.50
-1.00
2.80
-0.40
-0.60
-0.40
2.80
0.40
0.60
-1.00
-0.50
-0.80
2.60
-0.40
-0.60
-0.60
1.10
Comentarios:
1. La estructura consiste principalmente de pórtios de hormigón armado resistentes a momento.
2. El edificio no posee irregularidades geométricas.
3. El edificio fue construido antes de implementarse en PR requisitos de diseño sísmico (-1.20)
4. El suelo no es favorable, arcilla blanda (-0.8).
Posee pilotes de madera.
Lugo-Cintrón, Carmen Y.( 2007). "Development of a Geotechnical Database for the City of Mayagüez, Puerto Rico".
Requiere
Evaluación
Minusiosa
Si
No
FEMA - 154 Forma adaptada para Evacuación Veritical en caso de Alerta de Tsunami para Puerto Rico e Islas Virgenes
Dirección:
Calle Mendez Vigo #165,
Mayaguez, PR
Niveles:
121 Apartamentos
12
Año de Const.:
1956
81,972
Nombre de la Estructura: Edificio Darlington
Uso:
Oficinas UPRM (Anteriormente tenía uso reidencial)
6831
81972
Uso y Ocupación
Asamblea
Gob.
Oficinas
Tipo de Suelo
A
B
C
D
Riesgo de Caídas
E
F
Fachadas
Uso y Ocupación
Tipo de Suelo
Asamblea
Gob.
Oficinas
Comercio
Historico
Resid.
0 - 10
11 - 100
Ser. Emerg
Industria
Escuela
101 - 1000
> 1000
Tipo de edificio
Cal. Básica
h alt (> 7 niveles)
Irreg. Vertical
Irreg. Planta
Pre -Código
Suelo tipo C
Suelo tipo D
Suelo tipo E
Calificación Final
A
B
Roca dura
Roca débil
C
D
Riesgo de Caídas
E
F
Fachadas
Otros
x
Antenas y luminarias en el techo
S1
S2
S4
S5
C1
C2
C3
(MRF)
(BR)
(RC SW)
(URM INF)
(MRF)
(SW)
(URM INF)
2.80
0.20
0.60
-1.00
-0.50
-1.00
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
3.00
0.40
0.80
-1.50
-0.50
-0.80
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.80
1.60
-0.40
-0.60
-1.00
2.00
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
2.50
0.40
0.60
-1.50
-0.50
-1.20
1.40
-0.40
-0.40
-0.80
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-1.00
2.40
-0.40
-0.60
-0.80
1.60
0.20
0.30
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.40
-0.80
PC2
2.40
0.20
0.40
-1.00
-0.50
-0.80
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
RM1
RM2
(FD)
(RD)
2.80
0.40
N/A
-1.00
-0.50
-1.00
2.80
-0.40
-0.60
-0.40
2.80
0.40
0.60
-1.00
-0.50
-0.80
2.60
-0.40
-0.60
-0.60
1.10
Comentarios:
1. La estructura consiste principalmente de pórtios de hormigón armado resistentes a momento.
2. El edificio no posee irregularidades geométricas.
3. El edificio fue construido antes de implementarse en PR requisitos de diseño sísmico (-1.20)
Posee pilotes de madera.
Requiere
Evaluación
Minusiosa
Si
JRH
No
Calle Llorens Torres y Bogotá, Trastalleres
Dirección:
Mayaguez, PR
Niveles:
Folio 121, Tomo 942, Finca 27944
Año de Const.:
5
1997
13,285.83
Nombre de la Estructura: Mayagüez Colonial
Uso:
Uso y Ocupación
Oficinas
Tipo de Suelo
Asamblea
Gob.
Comercio
Historico
Resid.
0 - 10
11 - 100
Ser. Emerg
Industria
Escuela
101 - 1000
> 1000
Tipo de edificio
Cal. Básica
h alt (> 7 niveles)
Irreg. Vertical
Irreg. Planta
Pre -Código
Suelo tipo C
Suelo tipo D
Suelo tipo E
Calificación Final
Residencial
A
B
Roca dura
Roca débil
C
D
Riesgo de Caídas
E
F
Fachadas
Otros
x
Lámparas en techo de entradas principales y ventanas de proyección
S1
S2
S4
S5
C1
C2
C3
(MRF)
(BR)
(RC SW)
(URM INF)
(MRF)
(SW)
(URM INF)
2.80
0.20
0.60
-1.00
-0.50
-1.00
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
3.00
0.40
0.80
-1.50
-0.50
-0.80
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.80
1.60
-0.40
-0.60
-1.00
2.00
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
2.50
0.40
0.60
-1.50
-0.50
-1.20
1.40
-0.40
-0.40
-0.80
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-1.00
2.40
-0.40
-0.60
-0.80
1.60
0.20
0.30
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.40
-0.80
PC2
2.40
0.20
0.40
-1.00
-0.50
-0.80
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
RM1
RM2
(FD)
(RD)
2.80
0.40
N/A
-1.00
-0.50
-1.00
2.80
-0.40
-0.60
-0.40
2.80
0.40
0.60
-1.00
-0.50
-0.80
2.60
-0.40
-0.60
-0.60
3.30
Comentarios:
1. La estructura consiste de paredes de hormigón en ambas direcciones.
2. Irregularidad vertical debido a piso sobre la entrada de la fachada forntal (-1.0).
3. Irredularidad en planta debido a una apertura utilizada como patio interior. (-0.5)
4. El edificio fue construido luego de implementarse en PR los cambios más significativos en diseño sísmico (+2.4)
Requiere
Evaluación
Minusiosa
Si
No
FEMA - 154 Forma adaptada para Evacuación Veritical en caso de Alerta de Tsunami para Puerto Rico e Islas Virgenes
Calle Llorens Torres y Bogotá, Trastalleres
Dirección:
Mayaguez, PR
Niveles:
Folio 121, Tomo 942, Finca 27944
Año de Const.:
5
13,285.83
Nombre de la Estructura: Mayagüez Colonial
Uso:
Uso y Ocupación
Asamblea
Gob.
Oficinas
Residencial
Tipo de Suelo
A
B
C
D
Riesgo de Caídas
E
1997
F
Fachadas
Uso y Ocupación
Asamblea
Gob.
Oficinas
Tipo de Suelo
Comercio
Historico
Resid.
0 - 10
11 - 100
Ser. Emerg
Industria
Escuela
101 - 1000
> 1000
Tipo de edificio
Cal. Básica
h alt (> 7 niveles)
Irreg. Vertical
Irreg. Planta
Pre -Código
Suelo tipo C
Suelo tipo D
Suelo tipo E
Calificación Final
A
B
Roca dura
Roca débil
Riesgo de Caídas
C
D
E
F
Fachadas
Otros
Lámparas en techo de entradas principales y ventanas de proyección
S1
S2
S4
S5
C1
C2
C3
(MRF)
(BR)
(RC SW)
(URM INF)
(MRF)
(SW)
(URM INF)
2.80
0.20
0.60
-1.00
-0.50
-1.00
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
3.00
0.40
0.80
-1.50
-0.50
-0.80
1.40
-0.40
-0.60
-1.20
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.80
1.60
-0.40
-0.60
-1.00
2.00
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
2.50
0.40
0.60
-1.50
-0.50
-1.20
1.40
-0.40
-0.40
-0.80
2.80
0.40
0.80
-1.00
-0.50
-1.00
2.40
-0.40
-0.60
-0.80
1.60
0.20
0.30
-1.00
-0.50
-0.20
N/A
-0.40
-0.40
-0.80
PC2
2.40
0.20
0.40
-1.00
-0.50
-0.80
N/A
-0.40
-0.60
-1.20
RM1
RM2
(FD)
(RD)
2.80
0.40
N/A
-1.00
-0.50
-1.00
2.80
-0.40
-0.60
-0.40
2.80
0.40
0.60
-1.00
-0.50
-0.80
2.60
-0.40
-0.60
-0.60
3.30
Comentarios:
1. La estructura consiste de paredes de hormigón en ambas direcciones.
2. Irregularidad vertical debido a piso sobre la entrada de la fachada forntal (-1.0).
3. Irredularidad en planta debido a una apertura utilizada como patio interior. (-0.5)
4. El edificio fue construido luego de implementarse en PR los cambios más significativos en diseño sísmico (+2.4)
JRH
x
Requiere
Evaluación
Minusiosa
Si
No
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Evaluación Rápida para Estructuras para ser Utilizadas en Desalojo

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