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Title: Seismic vulnerability analysis of a two-story family dwelling in confined masonry in Cuenca, Ecuador
Other Titles: Maskana. Revista Científica
Authors: García, Hernán
Degrande, Geert
Keywords: EVALUACION DE VULNERABILIDAD SISMICA
VIVIENDA UNIFAMILIAR
MAMPOSTERIA CONFINADA
ANALISIS PUSHOVER
MACRO-ELEMENTO EQUIVALENTE
CURVAS DE FRAGILIDAD
CUENCA
ECUADOR
Issue Date: 2017
metadata.dc.ucuenca.paginacion: pp. 99-114
Publisher: Universidad de Cuenca
metadata.dc.description.city: 
Cuenca
metadata.dc.type: Article
Abstract: 
This paper presents a seismic vulnerability assessment of a single-family dwelling in confined masonry, a common construction type in the city of Cuenca, Ecuador. The macroscopic properties of hollow and solid brick masonry are derived from mesoscopic finite element analyses of masonry piers. The structure is modeled using an equivalent frame method, in which masonry walls are defined as piers or spandrels using a macro-element model; reinforced columns and beams and orthotropic floor slabs are also included. Several models, considering a deterministic geometry and stochastic properties of masonry, are analyzed using a quasi-static pushover method. The results of these analyses are used to define a single equivalent macro-element that incorporates in-plane shear and flexural failure modes and is capable of reproducing the cyclic behavior of the 3D model. Non-linear dynamic time history analyses are finally performed on the single equivalent macro-element for different earthquake ground motions that are selected from the PEER Ground Motion Database and that are compatible with the Ecuadorian design spectrum for several PGA levels. The maximum response is compared with different performance levels and the fragility curves are determined using a maximum likelihood analysis. The proposed methodology can be used for seismic vulnerability analysis when few data are available, but is subject to high levels of uncertainty, so further analysis and experiments on materials and structural components are needed.
Description: 
Este artículo presenta la evaluación de vulnerabilidad sísmica de una vivienda unifamiliar de mampostería confinada, común en la ciudad de Cuenca, Ecuador. Las propiedades macroscópicas de las mamposterías, de ladrillo hueco y macizo, se obtuvieron mediante análisis por elementos finitos de modelos mesoscópicos de pilares de mampostería. La edificación se modeló utilizando un método de pórtico equivalente, en el cual las paredes se modelan como macro-elementos. En el modelo, las columnas y vigas reforzadas se analizan como elementos lineales y losas de entrepiso como elementos bidimensionales ortotrópicos. Se construyen varios modelos del edificio, variando las propiedades de los materiales pero no la geometría de la vivienda. El análisis inicia con un cálculo no lineal utilizando un método pushover en todos los modelos, este estudio permite definir los estados límites de la edificación y construir modelos simplificados equivalentes a partir de un macro-elemento, que incorpora modos de falla por corte y flexión, y que además es capaz de reproducir el comportamiento cíclico similar al de un modelo tridimensional. Esto permite realizar análisis dinámicos no lineales en el macro-elemento equivalente, utilizando diferentes registros sísmicos seleccionados de la base de datos PEER Ground Motion Database y compatibles con el espectro de diseño ecuatoriano para varios niveles de aceleración del suelo. La respuesta máxima de cada análisis dinámico es comparada con diferentes niveles de estado límite de la estructura. Las curvas de fragilidad se determinaron usando el método de máxima probabilidad (maximum likelihood). La metodología propuesta puede utilizarse para el análisis de vulnerabilidad sísmica en casos donde se dispone de pocos datos. Debido a los altos niveles de incertidumbre, se recomienda realizar análisis y experimentos adicionales sobre los materiales y los componentes estructurales.
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/29365
Appears in Collections:Volumen 8 No. 2 (2017)

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