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First results of fragility curves of single story, double bay unreinforced masonry buildings in Lorca

  • Orta Rial, María Belén
  • San Segundo Gómez, Silvia
  • Cervera Bravo, Jaime
After the seism that took place in Lorca, there is a need to study the vulnerability and fragility of the built heritage in this town and other highly seismic towns in Spain. This article aims to calculate the seismic performance and vulnerability of single story and double bay unreinforced masonry buildings (URM buildings), located in the town of Lorca, Murcia (Spain). This article focuses on the structural vulnerability of the building, excluding urbanistic factors. The Capacity-Demand Diagram method will be applied in order to calculate the estimated damage due to seismic action. A non-linear static analysis is carried out, applying an increasing displacement in the upper part of the wall up until the structure collapses (pushover) in a three-dimensional model. The seism is considered in the two main directions, characterizing the uncertainty of the parameters of the structural model (geometry and resistance) through distribution functions that will be further explained in the main body of the article. The capacity curves for the given typology are obtained. By crossing the obtained data with the seismic demand spectrum to deduce the behavior of the given typology in different kinds of earthquakes (from the lower intensity, most common ones to less frequent but more intense ones). This capacity curve is compared to the demand spectrum of the seism that took place in Lorca on May 11th, 2011 to deduce the performance point of the chosen typology. From the values of those curves, fragility curves are obtained. These curves are useful when evaluating the seismic risk of this structural typology, and afterwards, when proposing new restoration strategies that offer solutions to the deficiencies detected and specify actions that lessen the seismic risk.
Proyecto:


Ensayo no destructivo de soldaduras en pernos conectores mediante inspección acústica = Non-destructive assessment of welded headed studs by acoustic test

  • Aznar López, Antonio
  • Cervera Bravo, Jaime
  • Ortiz Herrera, Jesús María
  • Hernando García, José Ignacio
Los pernos conectores aportan múltiples ventajas de uso, entre las que se encuentra el elevado margen de seguridad que ofrecen sus soldaduras ejecutadas mediante arco eléctrico. Estas soldaduras, aunque ampliamente fiables, son difícilmente comprobadas mediante ensayos no destructivos. Aparte de la inspección visual, que aporta gran información sobre la calidad de ejecución de la soldadura, el resto de ensayos no destructivos (líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ultrasonidos, radiografías, etc.) resultan inviables en estos elementos. Por otro lado, los ensayos acústicos de piezas metálicas han existido siempre. Su comprobación se basaba en el análisis por medio de ¿un oído fino¿ del sonido resultante tras ser golpeado el elemento a evaluar. Con estas premisas se plantea el presente estudio de inspección de las soldaduras en pernos conectores mediante su espectro acústico. Analíticamente, la investigación se ha centrado en el cálculo informático de los primeros modos propios de vibración mediante elementos finitos. Se han modelizado diferentes grados de penetración de la soldadura mediante la modificación de las condiciones de contorno. Se ha observado que variando el número de movimientos coaccionados en los nodos pertenecientes a la soldadura se produce una reducción en su frecuencia de vibración.
Proyecto:


Evaluación de la huella de carbono en el barrio de la viña Lorca por rehabilitación de daños en edificios tras el sismo de 2011.

  • Martínez Cuevas, Sandra
  • San Millán Escribano, Miguel
  • Gaspar-Escribano, Jorge M.
  • Castillo Tello, S.del
  • Alguacil Alonso, E.
  • Cervera Bravo, Jaime
  • Benito Oterino, Belén
Evaluación de la huella de carbono en el barrio de la viña Lorca por rehabilitación de daños en edificios tras el sismo de 2011.
Proyecto:


Analysis of urban parameters in the characterization of seismic vulnerability: application to the city of Lorca.

  • Martínez Cuevas, Sandra
  • Gaspar-Escribano, Jorge M.
  • Morillo Balsera, Carmen
  • Álvarez Cano, Óscar J.
  • Benito Oterino, Belén
  • Cervera Bravo, Jaime
Estimación de la intensidad tras el terremoto de Lorca.
Proyecto:


Evaluación de los modificadores por comportamiento urbanos que afectan al daño en los terremotos. Aplicación al terremoto de Lorca.

  • Martínez Cuevas, Sandra
  • Morillo Balsera, Mª Carmen
  • Cervera Bravo, Jaime
  • Benito Oterino, Belén
  • San Millán Escribano, Miguel
  • Gaspar-Escribano, Jorge M.
  • Torres Fernández, Yolanda
Habitualmente, la estimación de la vulnerabilidad sísmica se centra en el comportamiento estructural de los edificios. Sólo algunas metodologías, como el proyecto Risk‐UE,consideran la influencia de otros factores no estructurales o urbanísticos, tales como el piso blando, la irregularidad en alzado, la irregularidad en planta, etc. Estos factores,denominados también modificadores por comportamiento, pueden tener una incidencia en el daño observado, y la confluencia de varios de ellos puede variar sustancialmente la vulnerabilidad. Los modificadores por comportamiento se han identificado de forma empírica, a través de la observación de patrones de daño típicos en terremotos, teniendo en cuenta las inspecciones visuales (ATC 21 1988, Benedetti y Petrini 1984, UNDP/UNIDO 1985) y otras propuestas (Coburn y Spence 1992). La puntuación del modificador ha sido dada por el conocimiento de expertos en terremotos tras analizar evaluaciones de vulnerabilidad anteriores y bases de datos del daño producido en edificios. En esta comunicación estudiaremos los modificadores que derivan de características urbanísticas. Esta línea de investigación considera que un parámetro modificador deriva de características urbanísticas si puede ser regulado en la Normativa Urbanística de un Plan General de Ordenación Urbana. Se realiza una descripción de cada modificador según cada metodología o investigador (Risk‐UE, Giovinazzi, Lantada y Feriche) y una comparativa entre las distintas ponderaciones de los modificadores. Este análisis nos permite poder tener una primera visión de la posible cuantificación de cada modificador y la tendencia que ha tenido la calibración desde el año 2003 con el proyecto Risk‐UE hasta el año 2012 con la tesis de Feriche. Finalmente se presentan los resultados del estudio exploratorio de los parámetros urbanísticos de tres zonas seleccionados de la ciudad de Lorca según el tipo de suelo en el que se encuentren y se indican aquellos parámetros que han podido influir en el daño provocado por el terremoto de mayo de 2011.
Proyecto:


On the Insurmountable Size of Truss-like Structures

  • Olmedo Rojas, Carlos Enrique
  • Vázquez Espí, Mariano
  • Cervera Bravo, Jaime
Galileo postulated the existence of an insurmountable size for stone columns bearing a useful load as the size for which the structure is only able to resist its self-weight. Herein a method for the determination of the unsurmountable size for truss-like structures is shown, given the form of these structures and the ratio between the allowable stress and the specific weight of the material (the material structural scope). Three types of bars are considered: straight bars, with solid and hollow rectangular cross-section, and catenary bars with circular cross-section —a limit and theoretical case for estimating a meaningful upper bound of the structural scope—. An approximate rule to estimate the structural efficiency —here named GA rule— is shown, and is compared with numerical solutions using the proposed method.
Proyecto:


Methodology for an effective risk assessment of urban areas: progress and first results of the merisur project

  • Gaspar-Escribano, Jorge M.
  • Benito Oterino, Belen
  • Cervera Bravo, Jaime
  • Martínez Cuevas, Sandra
  • Torres Fernández, Yolanda
  • Orta Rial, María Belén
  • Ruiz Barajas, Sandra
  • Arranz, José Juan
  • Quirós, Ligia Elena
  • Ramírez, Gema
  • Armengot, Jaime
  • García Erviti, Federico
  • Humero, Antonio
The progress and results the MERISUR, Methodology for an Effective RISk assessment of URban areas, are presented. This project aims at developing an effective methodology for urban seismic risk assessment that provides solutions to some deficiencies detected after recent damaging events worldwide, including risk mitigation actions based on benefit/cost ratios. In a fisrt stage, the hazard and vulnerability models are developed and improved. A procedure to determine the hazard-controlling seismogenic fault, contsistent with different probability levels, is established. Methods to include active faults as individual sources and to consider near filed effects that significantly amplify ground motions are proposed. A more complete description of seismic vulnerability encompassing structural, non-structural components is accomplished. Vulnerability modifiers to incorporate effects or urban parameters on vulnerability classes are also quantified. A distinction is also made between damage to structural and non-structural building elements. For this purpose, a pushover analysis is specifically carried out to model building response and damage trends on non-structural elements. This gives the primary damage. In addition, the area covered by the resulting debris is also estimated both in inner spaces (within the building) and in the outer space (public roads and streets). In this way, a volume of debris will be associated to each area unit of the city, and the potential damage to persons and elements exposed, such as urban furniture and vehicles, will be assessed. This constitutes the secondary damage. A static level of occupation (building, urban furniture, etc.) and a dynamic level of occupation (persons, vehicles) will be assigned to each area unit of the city, hereby defining the exposure in time and space. Earthquake losses related to primary damage of building components and to secondary damage (such as urban furniture and vehicles) will be also assessed. Cost/benefit ratios between ex ante risk mitigation measurements will be developed in order to decide whether risk transfer or risk retention is preferable for different risk scenarios. This analysis will confer effectiveness to the results of a seismic risk study. Overall, the estimate of earthquake losses and cost/benefit ratios are topics with little presence in the scientific literature concerning damaging earthquakes in Spain. Thus, the results of this study will provide effective solutions to the challenge to society tackled in this proposal.
Proyecto:


Near-optimal solutions for two point loads between two supports

  • Olmedo Rojas, Carlos Enrique
  • Cervera Bravo, Jaime
  • Vázquez Espí, Mariano
Extending a previous work, a near-optimal family of solutions for the two-load problem is shown, here restricted to the half plain domain. This family is compared with the benchmarks obtained by Sokół and Lewiński (2011a), resulting the cost only slightly larger than the benchmarks, being its geometry simpler. Results taking into account horizontal forces which can be originated by the friction between foundation and ground or by active applied forces are also shown. Finally, an exploration of layouts resulting for solutions to this problem with few nodes is included.
Proyecto:


En favor de la enseñanza de la programación lineal en la formacion del ingeniero estructural

  • Cervera Bravo, Jaime
En este trabajo se defiende la oportunidad de incorporar la enseñanza de los conceptos y técnicas de programación lineal a la formación estándar del ingeniero estructural, dada la capacidad que dicha rama de la matemática aporta para formalizar de un modo completo los conceptos plicables a la estática y a la cinemática de la rotura de las estructuras, y a las relaciones teóricas que dichos conceptos mantienen entre sí, de una manera que cabe asemejar a la capacidad que las herramientas del álgebra lineal y las técnicas de solución de sistemas de ecuaciones aportan para entender el comportamiento elástico lineal de las estructuras. A dicha capacidad de formalización debemos añadir la gran difusión de que gozan algunos de los algoritmos de solución aplicables a los problemas de programación lineal, y en particular el algoritmo simplex, que permite su empleo sencillo con herramientas que están a disposición de cualquier estudiante. De este modo, la formación básica para entender las últimas fases del comportamiento estructural puede alcanzar un nivel semejante a la que actualmente se imparte para facilitar la comprensión de las fases iniciales, en el rango elástico lineal. This paper advocates the opportunity to incorporate the teaching of concepts and techniques of linear programming to the standard training of the structural engineer, given the ability that this branch of mathematics provides to formalize in a complete way the concepts applicable to the static and the kinematic of the rupture of structures, and the theoretical relations that these concepts keep within, in a way that resembles the ability that provide the linear algebra tools and the techniques for solving systems of equations to the understanding of the linear elastic behavior of structures. To this formalization capacity must be added the wide dissemination of some algorithms applied to solving linear programming problems, and in particular the simplex algorithm, which allows their use with simple tools that are available to any student. Thus, the basic training that is needed to understand the later stages of the structural behavior can reach a similar level to that achieved in the understanding of the early linear elastic stages.
Proyecto:


El tubo con arco. La estructura de la torre Picasso

  • Cervera Bravo, Jaime
Cervera, Jaime: “El tubo con arco. La estructura de la torre Picasso”. Arquitectura Viva, núm. 7, Madrid, 1989.
Proyecto:


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