Djaalali, F.;Bensaibi, M.;Bourahla, N.;Davenne, L.
Structural Engineering and Mechanics
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제42권5호
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pp.609-629
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2012
This study deals with the assessment of low and mid rise multi-story buildings made of stone and /or brick, composite steel and masonry slabs from the sixties, known to be vulnerable to seismic hazard using the "vulnerability index" method based on buildings survey following Ain Temouchent (1999) and Boumerdes (2003) earthquakes, from where vulnerability curves are constructed using the translation method. The results obtained for the case study confirm what has been observed in situ.
Water supply capacity and operational capability in agricultural reservoirs are expressed differently in the limited storage due to seasonal and local variation of precipitation. Since agricultural water supply and demand basically assumes the uncertainty of hydrological phenomena, it is necessary to improve probabilistic approach for potential risk assessment of water supply capacity in reservoir for enhanced operational storage management. Here, it was introduced the irrigation vulnerability characteristic curves to represent the water supply capacity corresponding to probability distribution of the water demand from the paddy field and water supply in agricultural reservoir. Irrigation vulnerability probability was formulated using reliability analysis method based on water supply and demand probability distribution. The lower duration of irrigation vulnerability probability defined as the time period requiring intensive water management, and it will be considered to assessment tools as a risk mitigated water supply planning in decision making with a limited reservoir storage.
Fragility curves are useful tools to estimate the damage probability of buildings owing to seismic actions. The purpose of this study is to investigate seismic vulnerability of reinforced concrete (RC) buildings, according to the 2007 and 2018 Turkish Seismic Codes, using fragility curves. For the numerical analyses, typical five- and seven-storey RC buildings were selected and incremental dynamic analyses (IDA) were performed. To complete the IDAs, eleven earthquake acceleration records multiplied by various scaling factors from 0.2g to 0.8g were used. To predict nonlinearity, a distributed hinge model that involves material and geometric nonlinearity of the structural members was used. Damages to confined concrete and reinforcement bar of structural members were obtained by considering the unit deformation demands of the 2007 Turkish Seismic Code (TSC-2007) and the 2018 Turkey Building Earthquake Code (TBEC-2018). Vulnerability evaluation of these buildings was performed using fragility curves based on the results of incremental dynamic analyses. Fragility curves were generated in terms of damage levels occurring in confined concrete and reinforcement bar of structural members with a lognormal distribution assumption. The fragility curves show that the probability of damage occurring is more according to TBEC-2018 than according to TSC-2007 for selected buildings.
Bridges are lifeline and integral components of transportation system that are susceptible to seismic actions, their vulnerability assessment is essential for seismic risk assessment and mitigation. The vulnerability assessment of bridges common in Pakistan is very important as it is seismically very active region and the available code for the seismic design of bridges is obsolete. This research presents seismic vulnerability assessment of three real case simply supported multi-span reinforced concrete bridges commonly found in northern Pakistan, having one, two and three bents with circular piers. The vulnerability assessment is carried through the non-linear dynamic time history analyses for the derivation of fragility curves. Finite element based numerical models of the bridges were developed in MIDAS CIVIL (2015) and analyzed through with non-linear dynamic and incremental dynamic analyses, using a suite of bridge-specific natural spectrum compatible ground motion records. Seismic responses of shear key, bearing pad, expansion joint and pier components of each bridges were recorded during analysis and retrieved for performance based analysis. Fragility curves were developed for the bearing pads, shear key, expansion joint and pier of the bridges that first reach ultimate limit state. Dynamic analysis and the derived fragility curves show that ultimate limit state of bearing pads, shear keys and expansion joints of the bridges exceed first, followed by the piers ultimate limit state for all the three bridges. Mean collapse capacities computed for all the components indicated that bearing pads, expansion joints, and shear keys exceed the ultimate limit state at lowest seismic intensities.
Yesilyurt, Ali;Zulfikar, Abdullah C.;Tuzun, Cuneyt
Earthquakes and Structures
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제21권6호
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pp.627-639
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2021
Fragility curves are being more significant as a useful tool for evaluating the relationship between the earthquake intensity measure and the effects of the engineering demand parameter on the buildings. In this paper, the effect of different site conditions on the vulnerability of the structures was examined through the fragility curves taking into account different strength capacities of the precast columns. Thus, typical existing single-story precast RC industrial buildings which were built in Turkey after the year 2000 were examined. The fragility curves for the three typical existing industrial structures were derived from an analytical approach by performing non-linear dynamic analyses considering three different soil conditions. The Park and Ang damage index was used in order to determine the damage level of the members. The spectral acceleration (Sa) was used as the ground motion parameter in the fragility curves. The results indicate that the fragility curves were derived for the structures vary depending on the site conditions. The damage probability of exceedance values increased from stiff site to soft site for any Sa value. This difference increases in long period in examined buildings. In addition, earthquake demand values were calculated by considering the buildings and site conditions, and the effect of the site class on the building damage was evaluated by considering the Mean Damage Ratio parameter (MDR). Achieving fragility curves and MDR curves as a function of spectral acceleration enables a quick and practical risk assessment in existing buildings.
Ali Yesilyurt;Seyhan O. Akcan;Oguzhan Cetindemir;A. Can Zulfikar
Geomechanics and Engineering
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제37권6호
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pp.565-576
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2024
In this study, the earthquake risk assessment of single-story RC precast buildings in Turkey was carried out using loss curves. In this regard, Kocaeli, a seismically active city in the Marmara region, and this building class, which is preferred intensively, were considered. Quality and period parameters were defined based on structural and geometric properties. Depending on these parameters, nine main sub-classes were defined to represent the building stock in the region. First, considering the mean fragility curves and four different central damage ratio models, vulnerability curves for each sub-class were computed as a function of spectral acceleration. Then, probabilistic seismic hazard analyses were performed for stiff and soft soil conditions for different earthquake probabilities of exceedance in 50 years. In the last step, 90 loss curves were derived based on vulnerability and hazard results. Within the scope of the study, the comparative parametric evaluations for three different earthquake intensity levels showed that the structural damage ratio values for nine sub-classes changed significantly. In addition, the quality parameter was found to be more effective on a structure's damage state than the period parameter. It is evident that since loss curves allow direct loss ratio calculation for any hazard level without needing seismic hazard and damage analysis, they are considered essential tools in rapid earthquake risk estimation and mitigation initiatives.
In this paper the vulnerability of the confined masonry buildings is evaluated analytically. The proposed approach includes the nonlinear dynamic analysis of the two-story confined masonry buildings with common plan as a reference structure. In this approach the damage level is calculated based on the probability of exceedance of loss vs a specified ground motion in the form of fragility curves. The fragility curves of confined masonry wall buildings are presented in two levels of limit states corresponding to elastic and maximum strength versus PGA based on analytical method. In this regard the randomness of parameters indicating the characteristics of the building structure as well as ground motion is considered as likely uncertainties. In order to develop the analytical fragility curves the proposed analytical models of confined masonry walls in a previous investigation of the authors, are used to specify the damage indices and responses of the structure. In order to obtain damage indices a series of pushover analyses are performed, and to identify the seismic demand a series of nonlinear dynamic analysis are conducted. Finally by considering various mechanical and geometric parameters of masonry walls and numerous accelerograms, the fragility curves with assuming a log normal distribution of data are derived based on capacity and demand of building structures in a probabilistic approach.
Karantoni, Fillitsa;Tsionis, Georgios;Lyrantzaki, Foteini;Fardis, Michael N.
Earthquakes and Structures
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제6권6호
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pp.689-713
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2014
The seismic vulnerability of stone masonry buildings is studied on the basis of their fragility curves. In order to account for out-of-plane failure modes, normally disregarded in past studies, linear static Finite Element analysis in 3D of prototype regular buildings is performed using a nonlinear biaxial failure criterion for masonry. More than 1100 analyses are carried out, so as to cover the practical range of the most important parameters, namely the number of storeys, percentage of side length in exterior walls taken up by openings, wall thickness, plan dimensions and number of interior walls, type of floor and pier height-to-length ratio. Results are presented in the form of damage and fragility curves. The fragility curves correspond well to the damage observed in masonry buildings after strong earthquakes and are in good agreement with other fragility curves in the literature. They confirm what is already known, namely that buildings with stiff floors or higher percentage of load-bearing walls are less vulnerable, and that large openings, taller storeys, larger number of storeys, higher wall slenderness and higher ratio of clear height to horizontal length of walls increase the vulnerability, but show also by how much.
This paper presents a framework for analytical seismic vulnerability assessment of substandard reinforced concrete (RC) structures in developing countries. Amodified capacity-demand diagram method is used to predict the response of RC structures with degrading behaviour. A damage index based on period change is used to quantify the evolution of damage. To demonstrate the framework, a class of substandard RC buildings is examined. Abrupt accumulation of damage is observed due to the brittle failure modes and this is reflected in the developed vulnerability curves, which differ substantially from the curves of ductile structures.
This paper discusses a mechanical model for the vulnerability assessment of old masonry building aggregates that takes into account the uncertainties inherent to the building parameters, to the seismic demand and to the model error. The structural capacity is represented as an analytical function of a selected number of geometrical and mechanical parameters. Applying a suitable procedure for the uncertainty propagation, the statistical moments of the capacity curve are obtained as a function of the statistical moments of the input parameters, showing the role of each one in the overall capacity definition. The seismic demand is represented by response spectra; vulnerability analysis is carried out with respect to a certain number of random limit states. Fragility curves are derived taking into account the uncertainties of each quantity involved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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