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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

Código 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.

Código de Construcción

• 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 • 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

Tipos de Estructuras NO Aptas 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

Tipos de Estructuras NO Aptas • 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

Tipos de Estructuras NO Aptas 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

Tipos de Estructuras NO Aptas 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

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 Asamblea

Gob.

Oficinas

Número de Ocupantes

Tipo de Suelo

A

B

C

D

Riesgo de Caídas

E

F

Fachadas

Uso y Ocupación

Tipo de Suelo

Asamblea

Gob.

Oficinas

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 JRH

No

Calle Llorens Torres y Bogotá, Trastalleres

Dirección: Mayaguez, PR

Código Postal: 00680

Otra Identificación: Niveles:

Folio 121, Tomo 942, Finca 27944 Año de Const.:

5

1997

Fecha: 12 - junio - 2012

Inspector: Genock Portela Area Total Plantas (pies²):

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

Número de Ocupantes

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

Residencial

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

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) 5. El suelo no es favorable, arcilla blanda (-0.8). 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

Calle Llorens Torres y Bogotá, Trastalleres

Dirección: Mayaguez, PR

Código Postal: 00680

Otra Identificación: Niveles:

Folio 121, Tomo 942, Finca 27944 Año de Const.:

5

Fecha: 12 - junio - 2012

Inspector: Genock Portela Area Total Plantas (pies²):

13,285.83

Nombre de la Estructura: Mayagüez Colonial Uso:

Uso y Ocupación Asamblea

Gob.

Oficinas

Número de Ocupantes

Residencial

Tipo de Suelo

A

B

C

D

Riesgo de Caídas

E

1997

F

Fachadas

Uso y Ocupación Asamblea

Gob.

Oficinas

Tipo de Suelo

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

Riesgo de Caídas

C D E F Fachadas Suelo denso Suelo duro Suelo blando Suelo pobre Antenas y Rótulos 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) 5. El suelo no es favorable, arcilla blanda (-0.8). Lugo-Cintrón, Carmen Y.( 2007). "Development of a Geotechnical Database for the City of Mayagüez, Puerto Rico". JRH

x

Requiere Evaluación Minusiosa

Si

No

PREGUNTAS?