基于可靠性的砖石墙和混凝土框架学校地震损伤的最佳修复

José Luis García Manjarrez, David De León Escobedo
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Las escuelas sufrieron daños considerables en los muros, afectando su nivel de seguridad después del sismo ocurrido el 19 de septiembre del 2017. Mediante la aplicación de la confiabilidad estructural y los conceptos de costos esperados en el ciclo de vida, se propone una formulación para generar niveles óptimos de actualización de seguridad para reparar escuelas dañadas por sismos. Se analizan los modelos con un software comercial (PERFORM 3D V7) y se obtienen las respuestas máximas para las escuelas mencionadas. Se utilizan coeficientes de variación de carga y resistencia reportados en la literatura, para obtener la probabilidad de falla de la escuela. La probabilidad de falla de una estructura para cada estado límite, se evalúa bajo las condiciones dañadas de la estructura, luego, sucesivamente, se proponen varios tipos de reforzamiento, y se calculan las probabilidades de falla correspondientes y el costo esperado en el ciclo de vida. Se analizan 3 alternativas de reparación, la introducción de: concreto reforzado, ángulos y soleras de acero y muros de concreto reforzado. La reparación óptima será aquella para la que se cumpla la del costo mínimo esperado en el ciclo de vida. 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摘要

本工作采用了结构可靠性技术来确定最佳维修双轨制度与结构,混凝土砌块和墙壁,以及费用和生命周期,从而切实的建议为政府关于加强服务和抵抗的限制。ISSN-e 2395-8251纳入了极限强度和使用状态,并分析了框架和墙体的组合性能。本研究的目的是确定在莫雷洛斯州Yautepec和Tlatenchi的两所学校中,从弯曲和剪切能力到楼层间漂移的可能失效模式。2017年9月19日地震后,学校的墙壁遭到严重破坏,影响了学校的安全水平。本文提出了一种基于结构可靠性和预期生命周期成本概念的方法,以产生最佳的安全升级水平,以修复被地震破坏的学校。使用商业软件(PERFORM 3D V7)对模型进行分析,并获得上述学校的最大响应。利用文献中报道的荷载和阻力变化系数,得到了学校失败的概率。在结构受损条件下,评估结构各极限状态下的失效概率,然后依次提出几种类型的加固,并计算相应的失效概率和预期寿命成本。分析了三种修复方案,介绍了钢筋混凝土、钢筋混凝土角、钢筋混凝土墙。最优维修将是在生命周期内满足最低预期成本的维修。该主题的复杂性为多学科工作提供了机会,这可能是一个非常有利的工具,为负责结构维修的工程师产生实际的建议。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
REPARACIÓN ÓPTIMA DE ESCUELAS CON MUROS DE MAMPOSTERÍA Y MARCOS DE CONCRETO CON DAÑOS SÍSMICOS BASADA EN CONFIABILIDAD
El presente trabajo utiliza las técnicas de confiabilidad estructural para identificar la reparación óptima de estructuras con un sistema dual, concreto, y muros de mampostería, así como los costos y el ciclo de vida, para generar recomendaciones prácticas sobre el tipo de refuerzo para el estado límite de resistencia y el de servicio. ISSN-e 2395-8251 Se incorporan los estados límite de resistencia y de servicio, y se analiza el comportamiento combinado del marco y los muros. Se identifican los posibles modos de falla desde la capacidad de flexión y corte hasta la deriva entre pisos en dos escuelas ubicada en Yautepec y Tlatenchi, en el Estado de Morelos. Las escuelas sufrieron daños considerables en los muros, afectando su nivel de seguridad después del sismo ocurrido el 19 de septiembre del 2017. Mediante la aplicación de la confiabilidad estructural y los conceptos de costos esperados en el ciclo de vida, se propone una formulación para generar niveles óptimos de actualización de seguridad para reparar escuelas dañadas por sismos. Se analizan los modelos con un software comercial (PERFORM 3D V7) y se obtienen las respuestas máximas para las escuelas mencionadas. Se utilizan coeficientes de variación de carga y resistencia reportados en la literatura, para obtener la probabilidad de falla de la escuela. La probabilidad de falla de una estructura para cada estado límite, se evalúa bajo las condiciones dañadas de la estructura, luego, sucesivamente, se proponen varios tipos de reforzamiento, y se calculan las probabilidades de falla correspondientes y el costo esperado en el ciclo de vida. Se analizan 3 alternativas de reparación, la introducción de: concreto reforzado, ángulos y soleras de acero y muros de concreto reforzado. La reparación óptima será aquella para la que se cumpla la del costo mínimo esperado en el ciclo de vida. Las complejidades del tema brindan la oportunidad para realizar trabajos multidisciplinarios, los cuales pueden ser una herramienta muy favorable para generar recomendaciones prácticas para ingenieros a cargo de reparaciones de estructuras.
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