Vulnerabilidad de estructuras de concreto reforzado ante eventos de explosión accidental en el contexto de la edificación colombiana

Abstract

Colombia ha sido marcada por eventos de explosión accidental de origen antrópico, estos han causado pérdida de vidas humanas, múltiples heridos e inclusive desaparecidos, con el correspondiente daño económico asociado sobre la infraestructura. Teniendo en mente esta situación que ocurre con cierta frecuencia, dada una política de gestión del riesgo de desastres limitada en el país, esta investigación pretende establecer un marco de referencia que permite evaluar la vulnerabilidad de edificaciones construidas cumpliendo la Norma de Construcción Sismo Resistente para Colombia (NSR-10, AIS 2010) con sistemas estructurales en pórticos de concreto reforzado ante eventos de explosión accidental por medio de curvas de fragilidad. En este documento se podrá encontrar inicialmente una metodología robusta que permite evaluar cargas explosivas contra edificaciones basada en el documento UFC-3-340-02 del Departamento de Defensa de los Estados Unidos combinado con el software ALOHA de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. Posteriormente para evaluar la respuesta estructural de las edificaciones objeto de análisis ante la carga explosiva, esta investigación usa el software de libre acceso desarrollado por la Universidad de Berkeley OpenSees, con procesamiento de datos por medio de rutinas de Python al evaluar más de 27.000 eventos explosivos por edificio típico condensándolas por medio de curvas de capacidad. Finalmente, esta herramienta desarrollada para el análisis del riesgo de desastres de origen antrópico, en este caso explosión, entrega curvas de fragilidad para edificaciones típicas de hasta 4 niveles por medio de la elaboración de curvas log-normal, graficando la probabilidad de excedencia contra una sobrepresión dada, basado en el modelo de análisis de múltiples franjas ( Multiple Stripes Analysis, MSA) (Baker & Eeri, 2015) y a su vez identificando niveles de daño asociados a las metodologías HAZUS (FEMA, 20220) y RISK-UE – EVK4-CT-2000-00014 (Milutinovic & Trendafiloski, 2003),para los niveles de daño leve, moderado, severo y colapso. (Texto tomado de la fuente).

Colombia has been marked by accidental explosion events of anthropic origin, which have caused loss of human lives, multiple injuries and even disappearances, with the corresponding associated economic damage to infrastructure. Bearing in mind this situation that occurs with some frequency, given a limited disaster risk management policy in the country, this research aims to establish a framework that allows evaluating the vulnerability of buildings built in compliance with the Earthquake Resistant Construction Standard for Colombia (NSR-10, AIS 2010) with structural systems in reinforced concrete frames in the event of accidental explosion by means of fragility curves. In this document you can initially find a robust methodology that allows the evaluation of explosive charges against buildings based on the document UFC-3-340-02 of the United States Department of Defense combined with the ALOHA software of the United States Environmental Protection Agency. Subsequently, to evaluate the structural response of the buildings under analysis to the explosive charge, this research uses the open access software developed by the University of Berkeley OpenSees, with data processing through Python routines by evaluating more than 27,000 explosive events per typical building, condensing them by means of capacity curves. Finally, this tool developed for the analysis of the risk of disasters of anthropic origin, in this case explosion, provides fragility curves for typical buildings of up to 4 levels by means of the elaboration of log-normal curves, plotting the probability of exceedance against a given overpressure, based on the Multiple Stripes Analysis model. MSA) (Baker & Eeri, 2015) and in turn identifying levels of damage associated with the HAZUS (FEMA, 20220) and RISK-EU – EVK4-CT-2000-00014 (Milutinovic & Trendafiloski, 2003) methodologies, for the levels of mild, moderate, severe and collapse damage.