Reducción de Riesgo Sísmico en Guatemala, El Salvador y by bnr55237

VIEWS: 44 PAGES: 44

									Reducción de Riesgo Sísmico en Guatemala,
 El Salvador y Nicaragua con Cooperación
Regional a Honduras, Costa Rica y Panamá




    Tarea 1: Caracterización de Estructuras Típicas

                    Reporte Final
                        v2.0

                       Noruega
                    Diciembre 2009
Reporte No. 09–02:
Reducción de Riesgo Sísmico en Guatemala, El Salvador y Nicaragua con Cooperación
Regional a Honduras, Costa Rica y Panamá
Tarea 1: Caracterización de Estructuras Típicas –Reporte Final v2.0 –
Dominik H. Lang, Sergio Molina, Jorge Crempien y Emrah Erduran
44 páginas
Kjeller (Noruega)
Diciembre 2009


                                         -2-
Reporte Final v2.0                                                                                                  Diciembre 2009




                                               Tabla de Contenidos

1         Comentarios Preliminares ..............................................................................3

2         Inventarios del catastro estructural................................................................4
2.1       Áreas de estudio.................................................................................................4
2.2       Composición del catastro estructural..................................................................9

3         Esquema de clasificación estructural ..........................................................10
3.1       Descripción de las tipologías estructurales........................................................14

4         Curvas de capacidad y funciones de vulnerabilidad...................................20
4.1       General ............................................................................................................20
4.2       Curvas de capacidad aplicadas ..........................................................................20
4.3       Funciones de vulnerabilidad (fragilidad) aplicadas ............................................24
5         Compilación de los archivos de entrada para los cálculos de riesgo y
pérdidas sísmicas.......................................................................................................30
5.1       Especificaciones finales de las estructuras prevalentes por medio de sus
          tipologías y ocupación ......................................................................................30
5.2       Archivos de vulnerabilidad ...............................................................................32
5.3       Condiciones de subsuelo en las áreas de estudio...............................................34
5.3.1     Área de estudio: San Salvador – Parte del Distrito 2 .........................................34
5.3.2     Area de estudio: Ciudad de Guatemala – Parte de la Zona 11..........................36
5.3.3     Área de estudio: Managua – Parte del Distrito 4 (Racachaca)............................37
5.4       Ecuaciones predictoras de movimiento fuerte (relaciones de atenuación) .........37
5.5       Escenarios sísmicos determinísticos .................................................................38
5.6       Valor económico de las estructuras ..................................................................38
5.7       Distribución de la población y tipo de ocupación .............................................40

6         Publicaciones.................................................................................................41
6.1       Contribuciones al EERI’s World Housing Encyclopedia..................................41
6.2       Articulos en preparación para ser enviados a una publicación ISI.....................41

7         Referencias.....................................................................................................42




                                                               -2-
Reporte Final v2.0                                                                  Diciembre 2009




1 Comentarios Preliminares
El presente reporte resume las actividades y los logros principales de la Tarea 1,
‘Caracterización de Estructuras Típicas’. Las actividades conectadas a esta tarea han
comenzado en Enero del 2007.
Como se ha indicado en la propuesta del proyecto, este trabajo incluye:
    1. Establecimiento de categorías estructurales para cada ciudad y preferentemente con
        aplicabilidad regional. Algunos de los criterios de selección han sido la altura
        estructural, el tipo de material estructural, la carga aplicada a los marcos estructurales,
        el tipo de arriostramiento, el grado de reforzamiento de la estructura, etc.
        Adicionalmente, la funcionalidad de la estructura (residencial, comercial, etc.) será
        usada para la clasificación.
    2. La caracterización definiendo categorías estructurales en función de los materiales
        empleados, la edad y la calidad de mantenimiento. (tipo de estructuración y número de
        pisos son parámetros críticos, experiencia sísmica previa también puede ser un factor
        determinante).
    3. Establecimiento de parámetros de capacidad para cada estructura tipo además de las
        correspondientes (físicas) funciones de vulnerabilidad (funciones que determinan la
        resistencia de la estructura).
    4. Recomendaciones de reforzamiento de bajo costo para las distintas categorías
        estructurales.
    5. Número de ocupaciones típicas para cada categoría estructural.
    6. Estructuras especiales de particular importancia (e.g. escuelas y hospitales).
Este ‘Reporte Final’ está basado en parte por reportes técnicos individuales, como también
reportes de viaje preparados durante el curso de las actividades. Debe ser mencionado que los
trabajos no han sido completados, debido a la gran conexión con el Tarea 2, aún vigente y
denominada ‘Municipalidades en Riesgo’. Esto implica que aún existan grandes interacciones
entre ambas Tareas. La Tarea 1 establece una base muy importante para la Tarea 2. La
categorización estructural y los modelos de pérdidas de la Tarea 1 que están basados en las
áreas de inspección a una escala-pequeña, y éstas son aplicados al catastro estructural de las
tres ciudades de estudio, Ciudad de Guatemala, San Salvador y Managua.




                                              -3-
Reporte Final v2.0                                                                            Diciembre 2009



2 Inventarios del catastro estructural

2.1 Áreas de estudio
Los inventarios del catastro estructural fueron compilados mediante encuestas en terreno para
cuatro zonas de estudio (Tabla 1). La ubicación de las áreas de estudio, como también la
subdivisión de las unidades geográficas puede ser apreciada en las Figuras 2 – 5.
El área de estudio de Masaya, una ciudad pequeña ubicada al sudeste de Managua (Nicaragua),
será excluida de los cálculos de riesgo y pérdidas por el momento. Sin embargo, el inventario
del catastro estructural de esta ciudad de características rurales ha proveído información de
gran valor de las tipologías estructurales en Nicaragua, que va dentro del siguiente esquema de
clasificación.
Las Figuras 1 – 4 ilustran imágenes satelitales de todas las áreas metropolitanas de las cuatro
ciudades de interés, como también acercamientos de las áreas de estudio para cada unidad
geográfica:
                Figura 1: San Salvador (El Salvador) – Parte del Distrito 2
                Figura 2: Ciudad de Guatemala (Guatemala) – Parte de la Zona 11
                Figura 3: Managua (Nicaragua) – Parte del Distrito 4 (Racachaca)
                Figura 4: Masaya (Nicaragua) – zona al interior de la ciudad



           Table 1. Caracterización y estado de la elaboración para las distintas áreas de estudio.
No.   Área de estudio                      País             No. de           No. de           Población
                                                            geounidades      estructuras      total
1     San Salvador – Distrito 2            El Salvador      16               3,377            16,870
2     Ciudad de Guatemala – Zona 11        Guatemala        3                2,499            22,047
3     Managua – Distrito 4 (Racachaca)     Nicaragua        1                385              3,412
4     Masaya – zona al interior de la      Nicaragua        1                834              6,474
      ciudad




                                                   -4-
Reporte Final v2.0                                                                          Diciembre 2009




       Figure 1. Ubicación y subdivisión del área de estudio en San Salvador – Parte del Distrito 2.




                                                  -5-
Reporte Final v2.0                                                                      Diciembre 2009




  Figura 2. Ubicación y subdivisión del área de estudio en Ciudad de Guatemala – Parte de la Zona 11.




                                                -6-
Reporte Final v2.0                                                                       Diciembre 2009




  Figura 3. Ubicación y subdivisión del área de estudio en Managua – Parte del Distrito 4 (Racachaca).




                                                 -7-
Reporte Final v2.0                                                                          Diciembre 2009




     Figura 4 Ubicación y subdivisión del área de estudio en Masaya – zona en el interior de la ciudad.




                                                   -8-
Reporte Final v2.0                                                                              Diciembre 2009




2.2 Composición del catastro estructural
Para obtener una primera impresión del tipo de áreas de estudio, la Figura 5 ilustra la
distribución de lo tipos de viviendas y sus respectivas clases de ocupación. Antes elaborar una
clasificación detallada de los tipos de estructuras, una clasificación más tosca de los materiales
empleados en los muros es usado. Como puede ser apreciado en la Figura 5, las distintas áreas
de estudio son bastante comparables en términos de la ocupación principal (uso residencial y
comercial) como también los materiales de muros en las estructuras más prevalentes.




 Figura 5. Composición del inventario en las distintas áreas de estudio, ilustrando los tipos de distribución y
                                              clases de ocupación.




                                                    -9-
Reporte Final v2.0                                                             Diciembre 2009




3 Esquema de clasificación estructural
Antes de desarrollar un esquema de clasificación de tipologías estructurales prevalentes en
América Central, lo siguiente fue chequeado:
   1. cuáles de las tipologías estructurales basados en los esquemas de clasificación de
       HAZUS (FEMA, 1999) están disponibles en los tres países de Guatemala, El Salvador
       y Nicaragua (Tabla 2)
   2. qué tipologías constructivas están disponibles en más de uno de los distintos países de
       interés (Tabla 3).

Basado en esto, un esquema de clasificación final fue desarrollado para las condiciones
Centro-Americanas (Tabla 4). Esto servirá como base para los análisis futuros de riesgo y
pérdidas hechos en la Tarea 1 (para zonas de estudio pequeñas) y luego por la tarea 2 (para
ciudades completas).




                                           - 10 -
     Reporte Final v2.0                                                                              Diciembre 2009




          Tabla 2. Disponibilidad de modelos estructurales HAZUS en El Salvador, Guatemala y Nicaragua.
No        Etiqueta 1)   Descripción                                        Disponibilidad (y número de pisos)
                                                                      El Salvador     Guatemala        Nicaragua

1         W1            Madera, marcos livianos (≤ 450 m2)                (1–2)            (1–2)       + (1–2)
2         W2            Madera, Comercial e Industrial                –                –                  (1)
                        (> 450 m2)
3         S1L           Marco de Acero                                    (2–3)            (1–2)           (1–2(3))
4         S1M                                                             (5–6)            (4)         –
5         S1H                                                             (8)              (15)        –
6         S2L           Marco de Acero Arriostrado                        (2–3)            (1–2)          (1–2(3))
7         S2M                                                             (5–6)            (5)         –
8         S2H                                                         –                –               –
9         S3            Marco de Acero Liviano                        –                –               + (1–3)
10        S4L           Marco de Acero con Muros Resistentes al          (2–3)             (1–3)       + (1–3)
11        S4M           Corte de Concreto hechos in-situ                 (5–6)             (>4)        –
12        S4H                                                            (8)           –               –
13        S5L           Marco de Acero con            Muros      de      (2–3)            (1–2)        + (1–3)
14        S5M           Mampostería no-reforzada                         (5–6)         –               –
15        S5H                                                            (8)           –               –
16        C1L           Marcos de Concreto Reforzado                  + (2–3)          ++ (1–3)           (1–3)
17        C1M                                                         + (5–6)          + (4–8)         –
18        C1H                                                         + (8–16)         + (>8)          –
19        C2L           Estructuras de Muros Resistentes al Corte        (2–3)         + (1–3)         + (1–3)
20        C2M           de Concreto Reforzado                            (5–6)         + (4–6)            (4–7)
21        C2H                                                         –                + (8)              (>8)
22        C3L           Marco de Concreto con Muros de                + (1–3 ??)       + (1–3)         + (1–3)
23        C3M           Mampostería no-reforzados                     +                   (5)             (4–5)
24        C3H                                                         +                –               –
25        PC1           Estructuras Prefabricadas de Concreto a       –                +               + (1–2)
                        base de Muros Resistentes al Corte
26        PC2L          Marcos de Concreto Prefabricados con          –                + (1)           –
27        PC2M          Muros Resistentes al Corte de Concreto        –                –               –
28        PC2H          Reforzado                                     –                –               –
29        RM1L          Estructuras de Mampostería a base de          –                –               + (1–2(3))
30        RM1M          Muros con Losas de Acero o Madera             –                –               –
31        RM2L          Estructuras a base de Mampostería             –                   (1–2)        –
32        RM2M          Reforzadas con losas de Concreto              + (4–5)             (4–6)        –
33        RM2H          Reforzadas Prefabricadas                      –                –               –
34        URML          Estructuras de Mampostería no-reforzada          (1)              (1)          + (1–2)
35        URMM                                                        –                –               –
36        MH            Casas Rodantes                                –                –               –
     1)    de acuerdo a HAZUS (FEMA, 1999)
     2)    – sin presencia, escasamente presente, + bastante común, ++ siempre presente y dominante




                                                             - 11 -
     Reporte Final v2.0                                                                                 Diciembre 2009




          Table 3. Descripción general de tipologías estructurales locales y su disponibilidad en países Centro-
                                                         Americanos
No      Etiqueta    Nombre (Índice), descripción                           Disponibilidad (y número típico de pisos)
                                                                       El Salvador      Guatemala        Nicaragua

1       MF          Minifalda:                                         –                + (1)            + (1)
                    (adobe) mampostería en la parte inferior
                    combinado con madera en la parte superior
                    de la construcción
2       AD          Adobe:                                             + (1)            + (1)            + (1)
                    ladrillos de arcilla cocinados al sol con juntas
                    de arcilla o limos
3       TP          Tapial:                                            –                   (1)              (1)
                    muros de arcilla, con esqueleto de madera
4       TZ          Taquezal:                                          –                   (1)           + (1–2)
                    repisas de masera rellenados con arcillas
                    mezcladas con piedras
5       BQ          Bahareque:                                         + (1)               (1)           + (1)
                    cañas de bambú rellenadas con arcillas y
                    piedras
6       CC          Calycanto :                                            (1)             (1)              (1)
                    piedras de cantera, limos y arcillas

7       PdC         Piedra de Cantera:                                 –                   (1)           + (1)
                    mampostería a base de piedras de cantera sin
                    reforzar y confinadas con madera
8       CL          Mampostería de Ladrillos Cosidos:
                    tres sub-categorías
                    - no-reforzado (CLu),                                 (1)           + (1)            ++ (1(–3))
                    - reforzado (CLi)                                     (1)           + (1)            ++ (1(–3))
                    - confinado (CLc)                                  + (1–2)          ++ (1–2)         ++ (1–2(3))
9       CB          Mampostería de Bloques de Concrerto:
                    tres sub-categorías
                    - no-reforzado (CBu),                              + (1–2)          ++ (1–2)         ++ (1–3)
                    - reforzado (CBi)                                  + (1–2)          ++ (1–2)         ++ (1–3)
                    - confinado (CBc)                                     (1)           ++ (1–3)         ++ (1–3)
10      BP          Bloque Panel:                                         (1)           + (1–2)          + (1(–2))
                    paneles de concreto prefabricados y
                    confinados verticalmente (con uniones de
                    acero soldados) u horizontalmente (con
                    conexiones de madera al techo)
11      LT          Laminada Troquelada:                                   (1–2)           (1)              (1)
                    marcos de acero con placas de acero
                    decorados




                                                            - 12 -
Reporte Final v2.0                                                                                    Diciembre 2009




                     Table 4. Esquema de clasificación final para países Centro-Americanos.
No.     Índice        Índice CA      Tipología   No.           comentarios
final   final                        HAZUS       De
                                                 pisos

1       W1            MF             W1          1             Minifalda, marcos de madera livianos
2       AD            AD, TP         –           1             Adobe y Tapial
3       WD            TZ, BQ         –           1 (2)         Taquezal y Bahareque
4       CC            CC             –           1             Calycanto (mampostería de piedras de cantera)
5       CLu           CLu            URML        1–2           mampostería de ladrillos cocidos no-reforzada
6       CLri          CLri           –           1–2           mampostería de ladrillos cocidos reforzadas con
                                                               barras internas de acero
7       CLrc          CLrc           RM2L        1–3           mampostería de ladrillos cocidos confinadas con
                                                               marcos de concreto reforzado
8       CBu           CBu, PdC       URML        1             Mampostería de bloques de concreto no-reforzado
                                                               incluyendo Piedra de Cantera
9       CBri          CBri           –           1–3           mampostería de bloques de concreto reforzadas
                                                               con barras internas de acero
10      CBrc          CBrc           RM2L        1–3           mampostería de bloques de concreto confinadas
                                                               con marcos de concreto reforzado
11      PC1           BP             PC1         1             Bloque Panel
12      S3            LT             S3          1             marcos de acero livianos, incluyendo Laminada
                                                               Troquelada
13      S5L           –              S5L         1–3           marcos de acero con muros de mampostería no-
14      S5M           –              S5M         4–7           reforzada
15      S5H           –              S5H         8+
16      C1L           –              C1L         1–3           marco o pórtico estructural
17      C1M           –              C1M         4–7
18      C1H           –              C1H         8+
19      C2L           –              C2L         1–3           muro de corte
20      C2M           –              C2M         4–7
21      C2H           –              C2H         8+
22      C3L           –              C3L         1–3           marcos de concreto con muros de mampostería
                                                               no-reforzada
23      C3M           –              C3M         4–7
24      C3H           –              C3H         8+




                                                      - 13 -
Reporte Final v2.0                                                                         Diciembre 2009




3.1 Descripción de las tipologías estructurales
La descripción de aquellas estructuras ya definidas en HAZUS (Tabla 2) no será dada en el
presente documento. Se dará más énfasis en la descripción de tipologías pertenecientes
exclusivamente a Centro-America.

                       Tabla 5. Descripción de tipologías estructurales locales
Índice   Nombre,                                        Referencia,
         ilustración                                    Breve descripción
MF       Minifalda                                         EERI WHE: Lang et al. (2008)
                                                        El nombre alude a la forma de la estructura,
                                                        específicamente los muros en la parte inferior,
                                                        mientras que en la parte superior está hecho de
                                                        madera liviana (también ‘madera y concreto’). La
                                                        combinación de una base mas estable y una parte
                                                        superior mas flexible, hecho de marcos de
                                                        madera, da a éstas casas ventajas. Sin embargo los
                                                        techos pesados, que generalmente están hechos
                                                        de tejas, incrementa la vulnerabilidad de las
                                                        estructuras, especialmente durante la acción de un
                                                        terremoto.

AD       Adobe                                             EERI WHE: Lang et al. (2007)
                                                        Estructuras hechas de mampostería de adobe
                                                        todavía pueden encontrarse en Latinoamérica.
                                                        Generalmente estas estructuras presentan solo un
                                                        piso, sin sótano y algunas veces presentan formas
                                                        irregulares en planta. El uso principal es
                                                        residencial o comercial (principalmente pequeños
                                                        negocios).




TP       Tapial
                                                        Mampostería de adobe comparable, pero con la
                                                        diferencia que el proceso constructivo de los
                                                        muros es diferente. Involucra un proceso de
                                                        compresión de una mezcla saturada de arcilla en
                                                        un molde auto soportado (tomado de Wikipedia).




                                               - 14 -
Reporte Final v2.0                                                                                Diciembre 2009




                       Tabla 5 (cont.). Descripción de tipologías estructurales locales
Índice   Nombre,                                               Referencia,
         ilustración                                           Breve descripción
BH       Bahareque                                                EERI WHE: Lang et al. (2007)
                                                               La construcción tipo bahareque se refiere a una
                                                               mezcla entre madera, bambú y muro de arcilla. El
                                                               término no tiene un significado preciso, sin
                                                               embargo en algunos países Latinoamericanos,
                                                               este tipo de construcción es conocido como
                                                               ‘quincha’.




         Las estructuras tipo Bahareque, están caracterizados por su alta flexibilidad y elasticidad cuando se
         construyen y mantienen bien y por lo tanto, han presentado un buen comportamiento contra cargas
         dinámicas como terremotos. Sin embargo, estructuras de bahareque presentan en la mayoría de los
         casos una alta vulnerabilidad durante terremotos. Esto es causado por la pobre calidad de trabajo (falta
         de prolijidad y medidas orientadas a bajar los costos constructivos), falta de mantención (resultando en
         una rápida deteriorización de la estructura) y deficiencias estructurales como techos pesados hecho de
         tejas. Las estructuras de Bahareque son casi siempre de uso residencial y de un solo piso. Los muros
         estructurales están principalmente compuestos de elementos de madera verticales y elementos
         horizontales, capaces de contener la arcilla, que están hechos primordialmente de madera, caña,
         bambú o simplemente de ramas de árboles. Estos miembros presentan 2 a 3 pulgadas de espesor y son
         unidos en intervalos regularmente espaciados desde la base hasta el techo para los miembros verticales
         (lo que se logra por medio de clavos, alambres o fibras vegetales). Esto crea una especie de canasta-
         esqueleto, lo que después es empaquetado con arcilla como relleno, combinado con pedazos de paja
         (algunas veces con pedazos de caña) y cubierto con un estuco en algunos casos. En áreas rurales, los
         muros son usualmente dejados planos, sin ningún tipo de estuco a base de limo, o pintura, lo que
         puede dar una superficie un tanto rugosa. Es importante mencionar que las casas bahareque
         localizadas en zonas rurales son bastante diferentes de su contrapartes en las zonas urbanas, con
         respecto a la apariencia estética, como también su capacidad estructural.

TZ       Taquezal                                                 EERI WHE: Lang et al. (2007)
                                                               Estas estructuras se encuentran principalmente en
                                                               Nicaragua. Esta tipología es comparable al
                                                               bahareque (ver BH), con la excepción que los
                                                               muros están compuestos de elementos verticales
                                                               y horizontales de madera. También se puede
                                                               encontrar estructuras de esta tipología de 1 y 2
                                                               pisos.




                                                      - 15 -
Reporte Final v2.0                                                                                  Diciembre 2009




                       Table 5 (cont.). Descripción de tipologías estructurales locales
Índice   Nombre,                                               Referencia,
         ilustración                                           Breve descripción
CC       Calycanto
                                                               - rocas de canteras, limos y arcillas
                                                               - las rocas son redondas sin ningún tipo de
                                                               procesamiento
                                                               - este tipo de construcción es bastante conocido
                                                                   en Guatemala y Nicaragua
CLu      Mampostería no-reforzada de ladrillos cocidos            HAZUS Manual Técnico: capítulo 5.2.1
                                                               Esta tipología estructural es comparable al
                                                               modelo ocupado por HAZUS llamado URML
                                                               (predominantemente bajos en altura). En estas
                                                               estructuraciones se pueden encontrar distintos
                                                               tipos de losas, que varía desde concreto reforzado
                                                               hasta de madera.




         De acuerdo al manual técnico de HAZUS, capítulo 5.2.1 (estructuras de mampostería sin reforzar -
         URM): Estas estructuras incluyen elementos estructurales que varían dependiendo de la edad de la
         estructura y en un grado menor, la ubicación geográfica. En las edificaciones construidas antes del
         1900, la mayoría de las construcciones de pisos (losas) y techumbres consistían en estructuraciones de
         madera con revestimientos de madera. En estructuras de gran envergadura, los pisos eran hechos in-
         situ, usando concreto soportado por muros de mampostería no reforzada y/o marcos de acero o
         concreto reforzado. Para el caso de las estructuras construidas después de 1950 (fuera de California) se
         usaba mucho los pisos de madera con revestimientos de madera contrachapada. En zonas de
         sismicidad baja, edificaciones de estas características se pueden encontrar con pisos hechos de sub-
         estructuraciones de metal y relleno de concreto soportado por marcos de acero. Los muros
         perimetrales y posiblemente algunos muros interiores son hechos de mampostería no-reforzada. Los
         muros pueden estar con o sin conexiones a los diafragmas. Conexiones entre los muros y los
         diafragmas son más comunes y espaciadas más erráticamente que aquellos pertenecientes a los niveles
         de suelo. Particiones internas que interconectan con los pisos y el cielo pueden reducir
         desplazamientos de diafragmas.
CLri     Mampostería reforzada de ladrillos cocidos
                                                                 Comparable con CLu con la excepción que los
                                                                 muros tienen barras verticales de acero que sirven
                                                                 refuerzo estructural.




                                                      - 16 -
Reporte Final v2.0                                                                              Diciembre 2009




                      Table 5 (cont.). Descripción de tipologías estructurales locales
CLrc    Mampostería confinada de ladrillos cocidos
                                                              Los muros de mampostería son reforzados
                                                              adicionalmente mediante el confinamiento lateral
                                                              y vertical usando marcos de concreto reforzado.
                                                              Estas se distribuyen a distancias regulares de
                                                              manera que se construye una especie de sistema
                                                              viga-columna. Sin embargo, la capacidad de carga
                                                              de estos muros es totalmente distinta del simple
                                                              sistema de marcos de concreto reforzado.




        De acuerdo al manual técnico de HAZUS, capítulo 5.2.1 (estructuras de mampostería confinadas –
        RM2): Estas estructuras tienen muros similares a los de mampostería reforzados, incluyendo el tipo de
        diafragma que generalmente poseen, pero el techo y los pisos están generalmente compuestos de
        concreto prefabricados como placas o vigas T y los pisos y techos generalmente son puestos encima
        de vigas internas y columnas de concreto o acero (que pueden ser prefabricados o hecho in-situ). Los
        elementos prefabricados horizontales generalmente restan sobre elementos hecho in-situ.
CBu     Mampostería no-reforzada de bloque de concreto
                                                             Comparable con CLu, pero usando bloques de
                                                             concreto de dimensiones mas grandes que los
                                                             ladrillos cocidos.




CBri    Mampostería reforzada de bloque de concreto
                                                              Comparable con CLri, pero usando bloques de
                                                              concreto de dimensiones mas grandes que los
                                                              ladrillos cocidos.




                                                     - 17 -
Reporte Final v2.0                                                                               Diciembre 2009


                       Table 5 (cont.). Descripción de tipologías estructurales locales
CBrc    Mampostería confinada de bloque de concreto
                                                             Comparable con CLrc, pero usando bloques de
                                                             concreto de dimensiones mas grandes que los
                                                             ladrillos cocidos.




PdC     Piedra de cantera
                                                             Construcción tradicional que solo puede ser
                                                             encontrado en zonas rurales. Se logra una especie
                                                             de confinamiento por medio del uso de pórticos
                                                             hechos de madera.




BP      Bloque panel                                            HAZUS Manual Técnico: capítulo 5.2.1
                                                             Paneles de concreto (prefabricados) que pueden
                                                             ser dispuestos de manera:
                                                             -vertical: mediante el uso de conexiones soldadas.
                                                             -horizontales: mediante el uso de conexiones de
                                                             madera a la techumbre.
                                                             Estas estructuras se usan con fines comerciales,
                                                             residencial, oficinas, techos tragaluces, la anchura
                                                             aproximada es de ~ 3 m, el material es concreto
                                                             pretensado; Bloque Panel es un sistema
                                                             estructural que no se encuentra en gran
                                                             abundancia en Centro-America. Algunas ONG’s
                                                             promueven este tipo de construcciones, pero
                                                             todavía es considerado como una solución de
                                                             bajo costo para gente de bajos recursos. Consiste
                                                             en paneles prefabricados, con columnas
                                                             prefabricadas que se erigen en el sitio sobre una
                                                             viga de fundación con una viga de concreto en el
                                                             tope de la estructura conectado al techo (Juayua,
                                                             Sonsonante, El Salvador). Comparable con el
                                                             modelo HAZUS tipo PC1.



        De acuerdo al manual técnico de HAZUS, capítulo 5.2.1 (estructuras prefabricadas de concreto –
        PC1): Estas estructuras tienen diafragmas de madera o metal, que generalmente son de grandes
        dimensiones, éstas distribuyen las fuerzas laterales hacia los elementos prefabricados de concreto
        pretensado. Los muros son delgados en espesor pero relativamente pesados, mientras que los techos
        so bastante livianos. Estructuras hechas antes del código sísmico, o simplemente hechos sin el código
        presentan generalmente conexiones inadecuadas para los anclajes a los muros y techo para evitar
        esfuerzos fuera de plano, que son demasiado frágiles. Estas edificaciones tienen generalmente 1 a 2
        pisos de altura. Los muros pueden presentar numerosas aberturas para puertas y ventanas de
        dimensiones que sugieren que la estructura es más bien un marco hecho de muros resistentes al corte.



                                                    - 18 -
Reporte Final v2.0                                                                              Diciembre 2009


                       Tabla 5 (cont.). Descripción de tipologías estructurales locales
Índice   Nombre,                                             Referencia,
         ilustración                                         Breve descripción
LT       Laminada troquelada                                    HAZUS Manual Técnico: capítulo 5.2.1
                                                             Comparable con el modelo HAZUS tipo S3
                                                             (marco de acero liviano). Los marcos de acero
                                                             están cubiertos por placas de acero corrugadas. Se
                                                             usan en general para hospitales, establecimientos
                                                             educacionales o depósitos de almacenamiento.




         De acuerdo al manual técnico de HAZUS, capítulo 5.2.1 (marcos de acero livianos – S3): Estas
         estructuras son calculadas y prefabricadas con marcos rígidos transversales. El techo y los muros
         consisten de paneles livianos, usualmente de metal corrugado. Estos marcos están diseñados para dar
         el máximo en eficiencia, en muchas ocasiones con secciones de columna-viga hechas de placas de
         acero livianas. Estos marcos son construidos en segmentos y armados en la zona de construcción con
         uniones apernadas. Los esfuerzos laterales en la dirección transversal son resistidos por los marcos
         rígidos con cargas distribuidas por medio de los diafragmas, típicamente mediante el uso de marcos de
         barras arriostradas. Este tipo de marcos son bastante eficientes para resistir cargas laterales en la
         sección longitudinal.




                                                    - 19 -
Reporte Final v2.0                                                                 Diciembre 2009




4 Curvas de capacidad y funciones de vulnerabilidad

4.1 General
Para el cálculo de riesgo usando métodos analítico, específicamente el método de Capacidad
Espectral (CSM; Freeman et al., 1975; Freeman, 1998), la provisión de curvas de capacidad
confiables y las correspondientes funciones de vulnerabilidad de las estructuras prevalentes es
ciertamente uno de los puntos más importantes para realizar el análisis de riesgo sísmico.
En el siguiente, las curvas de capacidad disponibles y las correspondientes funciones de
vulnerabilidad fueron seleccionadas del estado del arte (e.g. Cattari et al., 2004; FEMA, 1999) y
asignadas a las tipologías estructurales. Aunque estas curvas no fueron desarrolladas
específicamente para el caso de Centro-America, se presume que estas curvas pueden ser
usadas para representar el daño de estas tipologías.

4.2 Curvas de capacidad aplicadas
Para cada una de las 23 tipologías estructurales definidas, la Tabla 6 lista los parámetros
respectivos, capaces de representar las correspondientes curvas de capacidad. Debe ser
mencionado que las curvas de capacidad tomadas de HAZUS (FEMA, 1999) fueron
construidas de una manera distinta a aquellas propuestas por Cattari et al. (2004). La Figura 6
ilustra esquemáticamente los desplazamientos últimos Du de estas curvas de capacidad, que
son elongadas para desplazamientos mayores (dados entre paréntesis, de otra forma mediante
un factor igual a 2), dado que estas curvas de capacidad se asume que permanecen en el rango
plástico, pasado el punto último (HAZUS - Advanced Engineering Building Module, 1999).




  Figura 6. Curva de capacidad y sus respectivos puntos de control (tomado del Manual HAZUS –
                             Módulo Avanzado de Ingeniería, 1999).


                                             - 20 -
Reporte Final v2.0                                                                              Diciembre 2009




       Tabla 6. Parámetros de las curvas de capacidad aplicadas para los distintos modelos estructurales
No.     Índice   No de   Referencia (Autores)                       Dy         Ay        Du          Au
        final    pisos                                              [mm]       [m/s2]    [mm]        [m/s2]
                  N
1       W1       1       W1–pre-código (HAZUS)                      6.096      1.962      192.0      5.886
2       AD       1       M2-1 (Cattari et al., 2004)                1.010      1.408      10.70      1.408
3       WD       1 (2)   W1–pre (Gencturk et al., 2007)             10.41      1.5696     133.60     2.7468
4       CC       1       M1-1 (Cattari et al., 2004)                0.911      2.288      11.20      2.288
5       CLu      1–2     UFB5-1 (Singh et al., 2009)                1.27       2.1582     7.50       2.4525
6       CLri     1–2     Riahi et al., 2009 (Colombia)              2.99       2.65       14.15      2.12
7       CLrc     1–3     Riahi et al., 2009 (Colombia)              2.99       2.65       14.15      2.12
8       CBu      1       M3.4L (RISK UE) 1)                         5.30       2.91357    31.80      2.91357
9       CBri     1–3     M4-2 (Cattari et al., 2004)                2.622      3.478      17.049     3.478
10      CBrc     1–3     M4-2 (Cattari et al., 2004)                2.622      3.478     17.049      3.478
11      PC1      1       PC1 – bajo-código (HAZUS)                  4.572      1.4715    150.1       2.943
12      S3       1       S3 – bajo-código (HAZUS)                   4.064      0.981     150.1       1.962
13      S5L      1–3     S5L – bajo-código (HAZUS)                  3.048      0.981     192.0       1.962
14      S5M      4–7     S5M – bajo-código (HAZUS)                  8.636      0.814     320.0       1.638
15      S5H      8+      S5H – bajo-código (HAZUS)                  27.686     0.618     499.4       1.246
16      C1L      1–3     C1LL (Kappos & Panagopoulos, 2008)         26.90      1.4715    109.30      1.6677
17      C1M      4–7     C1ML (Kappos & Panagopoulos, 2008)         46.21      1.5432    129.61      1.48358
18      C1H      8+      C1HL (Kappos & Panagopoulos, 2008)         68.56      1.13786   142.26      1.26019
19      C2L      1–3     C4.2LL (Kappos & Panagopoulos, 2008)       4.28       3.95949   35.45       5.12185
20      C2M      4–7     C4.2ML(Kappos & Panagopoulos, 2008)        8.65       2.26532   53.91       2.79191
21      C2H      8+      C4.2HL (Kappos & Panagopoulos, 2008)       28.85      2.33788   123.23      2.51564
22      C3L      1–3     C3.1LL (Kappos & Panagopoulos, 2008)       4.88       3.2725    51.07       3.9706
23      C3M      4–7     C3.1ML (Kappos & Panagopoulos, 2008)       10.28      2.25373   68.0        2.89628
24      C3H      8+      C3.1HL (Kappos & Panagopoulos, 2008)       33.53      1.6677    119.89      2.0601

1)   Reporte RISK-UE de Milutinovic y Trendafiloski (2003)




                                                    - 21 -
Reporte Final v2.0                                                                         Diciembre 2009




      (a) Minifalda, marcos de madera livianos                        (b) Adobe y Tapial




              (c) Taquezal y Bahareque                                   (d) Calycanto




         (e) Mampostería de ladrillos cocidos              (f)   Mampostería de bloques de concreto


                 Figura 7. Curvas de capacidad aplicadas al estudio de riesgo analítico




                                                 - 22 -
Reporte Final v2.0                                                                                Diciembre 2009




(g) Bloque Panel, Muros prefabricados resistentes al                            (h) Acero
                        corte




         (i)   Marcos de concreto reforzado                  (j)   Estructuras de concreto reforzado a base de
                                                                            muros resistentes al corte




 (k) Marcos de concreto reforzado con rellenos de
             mampostería no reforzada

               Figura 7. (cont.) Curvas de capacidad aplicadas al estudio de riesgo analítico




                                                    - 23 -
Reporte Final v2.0                                                                        Diciembre 2009




4.3 Funciones de vulnerabilidad (fragilidad) aplicadas

La probabilidad condicional de estar o exceder un nivel particular de estado de daño ds, dado
por los desplazamientos espectrales Sd (u otro parámetro de demanda sísmica) es definido por
la siguiente ecuación:


                                      ⎡ 1       ⎛ S ⎞⎤
                     P[ds S d ] = Φ ⋅ ⎢     ⋅ ln⎜ d ⎟⎥
                                                ⎜      ⎟
                                      ⎢ β ds ⎝ S d ,ds ⎠⎥
                                      ⎣                  ⎦
donde:


S d ,ds
          - es el valor medio del valor espectral de desplazamiento donde la estructura alcanza el estado
            de daño ds,
βds -       desviación estándar del logaritmo natural del desplazamiento espectral para el estado de daño
            ds,
Φ-          distribución cumulativa normal estándar.


Ambos parámetros, media de desplazamiento del estado de daño Sd,ds y su correspondiente
desviación estándar βds son dados en la Tabla 7. Es importante mencionar que estos
parámetros están íntimamente ligados a las respectivas curvas de capacidad.




                                                       - 24 -
Reporte Final v2.0                                                                                          Diciembre 2009




     Tabla 7. Parámetros de las funciones de vulnerabilidad aplicadas para los distintos modelos estructurales
No.      Índice   Referencia (Autores)
         final
                                                  Sd,slight      βslight   Sd,mod   βmod   Sd,ext    βext    Sd,compl   βcompl
                                                  [mm]                     [mm]            [mm]              [mm]

1        W1       W1– pre-código (HAZUS)          10.2          1.01       25.4     1.05   78.5     1.07     192.0      1.06
2        AD       M2-1 (Cattari et al., 2004)     0.64          1.11       1.36     1.11   5.85     1.11     10.80      1.11
3        WD       W1–pre (Gencturk et al.,
                  2007)                           10.4          1.37       45.5     1.19   88.4     1.11     133.6      1.07
4        CC       M1-1 (Cattari et al., 2004)     0.64          1.13       1.40     1.13   6.06     1.13     11.20      1.13
5        CLu      UFB5-1 (Singh et al., 2009)     1.10          0.80       2.00     0.90   4.10     0.90     8.00       1.05
6        CLri     Riahi et al., 2009 (Colombia)   2.1           0.36       4.5      0.48   8.5      0.72     14.0       0.92
7        CLrc     Riahi et al., 2009 (Colombia)   2.1           0.36       4.5      0.48   8.5      0.72     14.0       0.92
8        CBu      M3.4L (RISK UE) 1)              3.7           0.85       5.3      0.80   11.9     0.70     31.8       0.65
9        CBri     M4-2 (Cattari et al., 2004)     2.0           0.38       4.2      0.52   9.9      0.82     17.0       1.05
10       CBrc     M4-2 (Cattari et al., 2004)     2.0           0.38       4.2      0.52   9.9      0.82     17.0       1.05
11       PC1      PC1 – bajo-código
                  (HAZUS)                         13.7          1.00       22.1     1.05   55.1     1.12     150.1      0.89
12       S3       S3 – bajo-código (HAZUS)        13.7          0.99       22.1     0.99   55.1     1.01     150.1      0.91
13       S5L      S5L – bajo-código
                  (HAZUS)                         16.5          1.12       33.0     1.04   82.3     0.99     192.0      0.95
14       S5M      S5M – bajo-código
                  (HAZUS)                         27.4          0.77       54.9     0.79   137.2    0.87     320.0      0.99
15       S5H      S5H – bajo-código
                  (HAZUS)                         42.7          0.7        85.6     0.73   213.9    0.89     499.4      0.97
16       C1L      C1LL (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             18.8          0.35       40.4     0.45   68.1     0.66     109.3      0.85
17       C1M      C1ML (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             32.3          0.32       69.3     0.39   87.9     0.51     129.6      0.67
18       C1H      C1HL (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             48.0          0.30       102.8    0.33   105.4    0.39     142.3      0.52
19       C2L      C4.2LL (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             3.0           0.40       6.4      0.58   19.9     0.95     35.5       1.21
20       C2M      C4.2ML(Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             6.1           0.38       13.0     0.53   31.3     0.83     53.9       1.06
21       C2H      C4.2HL (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             20.2          0.35       43.3     0.46   76.0     0.68     123.2      0.88
22       C3L      C3.1LL (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             3.4           0.41       7.3      0.62   28.0     1.04     51.1       1.32
23       C3M      C3.1ML (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             7.2           0.38       15.4     0.54   39.1     0.86     68.0       1.09
24       C3H      C3.1HL (Kappos &
                  Panagopoulos, 2008)             23.5          0.32       50.3     0.38   76.7     0.50     119.9      0.64
1)   Reporte RISK-UE de Milutinovic y Trendafiloski (2003)




                                                              - 25 -
Reporte Final v2.0                                                                                   Diciembre 2009




                 (a) Minifalda, W1                                           (b) Adobe y Tapial, AD




           (c) Taquezal y Bahareque, WD                                          (d) Calycanto, CC




 (e) Mampostería de ladrillos cocidos no-reforzados,            (f)   Mampostería de ladrillos cocidos reforzados,
                           CLu                                                          CLri

                 Figura 8. Funciones de vulnerabilidad aplicados al estudio de riesgo




                                                       - 26 -
Reporte Final v2.0                                                                             Diciembre 2009




(g) Mampostería de ladrillos cocidos confinadas, CLrc                 (h) Piedra de Cantera, CBu




(i)   Mampostería de bloque de concreto reforzados,     (j)    Mampostería de bloque de concreto confinados,
                         CBri                                                      CBrc




               (k) Bloque Panel, PC1                     (l)   Marcos de acero livianos, incluyendo Laminada
                                                                              Troquelada, S3

             Figura 8. (cont.) Funciones de vulnerabilidad aplicados al estudio de riesgo




                                                    - 27 -
Reporte Final v2.0                                                                          Diciembre 2009




    (m) Marcos de acero con muros de relleno de            (n) Marcos de acero con muros de relleno de
            mampostería no-reforzada, S5L                         mampostería no-reforzada, S5M




    (o) Marcos de acero con muros de relleno de              (p) Marco de concreto reforzado, C1L
            mampostería no-reforzada S5H




      (q) Marco de concreto reforzado, C1M                   (r) Marco de concreto reforzado, C1H


             Figura 8. (cont.) Funciones de vulnerabilidad aplicados al estudio de riesgo




                                                  - 28 -
Reporte Final v2.0                                                                              Diciembre 2009




  (s) Estructuras de concreto reforzado a base de            (t) Estructuras de concreto reforzado a base de
            muros resistentes al corte, C2L                           muros resistentes al corte, C2M




  (u) Estructuras de concreto reforzado a base de            (v) Marco de concreto reforzado con muros de
           muros resistentes al corte, C2H                       relleno de mampostería no-reforzada, C3L




  (w) Marco de concreto reforzado con muros de               (x) Marco de concreto reforzado con muros de
      relleno de mampostería no-reforzada, C3M                   relleno de mampostería no-reforzada, C3H

             Figura 8. (cont.) Funciones de vulnerabilidad aplicados al estudio de riesgo




                                                    - 29 -
Reporte Final v2.0                                                                 Diciembre 2009




5 Compilación de los archivos de entrada para los cálculos de riesgo
  y pérdidas sísmicas

5.1 Especificaciones finales de las estructuras prevalentes por medio de sus
    tipologías y ocupación
Por medio de las discusiones entre los participantes del proyecto, y con especial interés en los
datos del catastro estructural, se eligieron los tipos de estructuras (Tabla 4) y sus respectivas
ocupaciones (Tabla 8), las que son prevalentes en las respectivas áreas de estudio. Una
reducción de la cantidad de tipos de estructuras y clases de ocupación es de gran ayuda en
términos del tamaño y manejabilidad de los archivos de entrada.
Basado en la especificación final de las tipologías estructurales y sus respectivas ocupaciones,
lo archivos de fondo header.txt (Tabla 9) y headerocc.txt (Tabla 10) han sido
generados. Todos los cómputos de riesgo y pérdidas serán conducidas con el programa
SELENA (Molina et al., 2008; Lang et al., 2008).




                                             - 30 -
Reporte Final v2.0                                                                                  Diciembre 2009




                Tabla 8. Especificación final de la ocupación definido previamente en HAZUS
 No.     Etiqueta     Clase de ocupación                         Descripción

 Residencial:
 1       RES1         alojamiento de familia única               casa desagregada
 2       RES3         alojamiento de múltiples familias          apartamento/condominio
 3       RES4         alojamiento temporal                       hotel/motel
 Comercial:
 4       COM1         venta al por menor                         Almacén
 5       COM2         venta al por mayor                         casa de depósito y ferias
 6       COM3         tienda de servicios reparadores            estación de servicio/tienda
 7       COM4         profesional/servicios técnicos             Oficinas
 8       COM5         bancos/instituciones financieras
 9       COM6         hospitales
 10      COM7         oficinas médicas/clínicas                  oficinas
 11      COM8         recreación y entretenimiento0              restaurantes/bares
 12      COM9         teatros                                    teatros
 13      COM10        aparcamientos                              garaje
 Industrial:
 14      IND2         liviano                                    industria
 Religión/sin lucro
 15      REL          Iglesia
 Gobierno:
 16      GOV1         servicios generales                        oficinas
 17      GOV2         respuestas de emergencia                   policía/bomberos
 Educación:
 18      EDU1         escuelas/bibliotecas
                      universidades/institutos
 19      EDU2                                                    no incluye alojamiento universitario
                      profesionales




                                                        - 31 -
Reporte Final v2.0                                                                    Diciembre 2009




                             Tabla 9. Archivo de entrada básico header.txt
%GEOUNIT             W1N     W1S      W1M     W1E     W1C ADN       ADS     ADM     ADE     ADC
 WDN                 WDS     WDM      WDE     WDC     CLuN CLuS     CLuM    CLuE    CLuC    CLriN
 CLriS               CLriM   CLriE    CLriC   CLrcN   CLrcS CLrcM   CLrcE   CLrcC   CBuN    CBuS
 CBuM                CBuE    CBuC     CBriN   CBriS   CBriM CBriE   CBriC   CBrcN   CBrcS   CBrcM
 CBrcE               CBrcC   PC1N     PC1S    PC1M    PC1E PC1C     S3N     S3S     S3M     S3E
 S3C S5LN            S5LS    S5LM     S5LE    S5LC    S5MN S5MS     S5MM    S5ME    S5MC    S5HN
 S5HS                S5HM    S5HE     S5HC    C1LN    C1LS C1LM     C1LE    C1LC    C1MN    C1MS
 C1MM                C1ME    C1MC     C1HN    C1HS    C1HM C1HE     C1HC    C2LN    C2LS    C2LM
 C2LE                C2LC    C2MN     C2MS    C2MM    C2ME C2MC     C2HN    C2HS    C2HM    C2HE
 C2HC                C3LN    C3LS     C3LM    C3LE    C3LC C3MN     C3MS    C3MM    C3ME    C3MC
 C3HN                C3HS    C3HM     C3HE    C3HC    NONE


                         Tabla 10. Archivo de entrada básico headerocc.txt
%GEOUNIT             RES1 RES3 RES4 COM1 COM2 COM3 COM4 COM5 COM6
 COM7                COM8 COM9 COM10 IND2 REL GOV1 GOV2 EDU1 EDU2




5.2 Archivos de vulnerabilidad
Basados en la clasificación decidida como también los archivos de entrada que contienen las
curvas de capacidad y funciones de vulnerabilidad vulnerfiles.txt (Tabla 11),
capacity.txt (Tabla 12), y fragility.txt (Tabla 13) pueden ser generados.




                             Tabla 11. Archivo de entrada vulnerfiles.txt
1.00     capacity1.txt       fragility1.txt




                                                  - 32 -
Reporte Final v2.0                                                               Diciembre 2009


                          Tabla 12. Archivo de entrada capacity.txt
capc_W1-low.mat      15        0.004300        0.70   0.40     0.20   %W1
capc_M2-1.mat        10        0.000706        0.40   0.20     0.00   %AD
capc_W1-low.mat      15        0.004300        0.70   0.40     0.20   %W1
capc_M5.1-2.mat      10        0.001938        0.40   0.20     0.00   %CLu
capc_M6-2.mat        7         0.002949        0.40   0.20     0.00   %CLri
capc_M7-2.mat        7         0.002449        0.40   0.20     0.00   %CLrc
capc_M4-1.mat        10        0.001042        0.40   0.20     0.00   %CBu
capc_M4-2.mat        7         0.001905        0.40   0.20     0.00   %CBri
capc_M4-2.mat        7         0.001905        0.40   0.20     0.00   %CBrc
capc_PC1-low.mat     7         0.003200        0.40   0.20     0.00   %PC1
capc_S3-low.mat      7         0.002800        0.40   0.20     0.00   %S3
capc_S5L-low.mat     10        0.002100        0.40   0.20     0.00   %S5L
capc_S5M-low.mat     10        0.006000        0.40   0.20     0.00   %S5M
capc_S5H-low.mat     10        0.019400        0.40   0.20     0.00   %S5H
capc_RC1.mat         7         0.002400        0.40   0.20     0.00   %C1L
capc_RC4.mat         7         0.005300        0.40   0.20     0.00   %C1M
capc_RC7.mat         7         0.009700        0.40   0.20     0.00   %C1H
capc_C2L-pre.mat     7         0.002100        0.40   0.20     0.00   %C2L
capc_C2M-pre.mat     7         0.004600        0.40   0.20     0.00   %C2M
capc_C2H-pre.mat     7         0.013000        0.40   0.20     0.00   %C2H
capc_RC1.mat         7         0.002400        0.40   0.20     0.00   %C3L
capc_RC4.mat         7         0.005300        0.40   0.20     0.00   %C3M
capc_RC7.mat         7         0.009700        0.40   0.20     0.00   %C3H


                      Tabla 13. Archivo de entrada fragility.txt
%mbt smedian sbeta   mmedian          mbeta emedianebeta       cmediancbeta   Low-code Seismic
Design Level
1    0.0127  0.93    0.0318    0.97   0.0980   1.03   0.2400   0.99   %W1
2    0.0006  1.11    0.0014    1.11   0.0059   1.11   0.0108   1.11   %AD
3    0.0127  0.93    0.0318    0.97   0.0980   1.03   0.2400   0.99   %W1
4    0.0019  0.71    0.0040    0.71   0.0079   0.71   0.0131   0.71   %CLu
5    0.0029  0.84    0.0062    0.84   0.0155   0.84   0.0268   0.84   %CLri
6    0.0024  1.08    0.0051    1.08   0.0204   1.08   0.0374   1.08   %CLrc
7    0.0010  1.10    0.0021    1.10   0.0087   1.10   0.0160   1.10   %CBu
8    0.0018  0.84    0.0039    0.84   0.0098   0.84   0.0170   0.84   %CBri
9    0.0018  0.84    0.0039    0.84   0.0098   0.84   0.0170   0.84   %CBrc
10 0.0137    1.00    0.0221    1.05   0.0551   1.12   0.1501   0.89   %PC1
11 0.0137    0.99    0.0221    0.99   0.0551   1.01   0.1501   0.91   %S3
12 0.0165    1.12    0.0330    1.04   0.0823   0.99   0.1920   0.95   %S5L
13 0.0274    0.77    0.0549    0.79   0.1372   0.87   0.3200   0.99   %S5M
14 0.0427    0.70    0.0856    0.73   0.2139   0.89   0.4994   0.97   %S5H
15 0.0405    0.41    0.0567    0.41   0.0720   0.41   0.1156   0.41   %C1L
16 0.0570    0.41    0.1010    0.41   0.1580   0.41   0.3350   0.41   %C1M
17 0.0752    0.41    0.1327    0.41   0.1771   0.41   0.3764   0.41   %C1H
18 0.0183    1.04    0.0348    1.02   0.0902   0.99   0.2286   0.95   %C2L
19 0.0305    0.83    0.0582    0.81   0.1504   0.82   0.3810   1.00   %C2M
20 0.0439    0.68    0.0838    0.73   0.2167   0.84   0.5486   0.95   %C2H
21 0.0405    0.41    0.0567    0.41   0.0720   0.41   0.1156   0.41   %C3L
22 0.0570    0.41    0.1010    0.41   0.1580   0.41   0.3350   0.41   %C3M
23 0.0752    0.41    0.1327    0.41   0.1771   0.41   0.3764   0.41   %C3H




                                            - 33 -
Reporte Final v2.0                                                                           Diciembre 2009



5.3 Condiciones de subsuelo en las áreas de estudio
Para incluir las amplificaciones debidas al tipo de suelo, una clasificación de las condiciones de
subsuelo, de acuerdo a algún código sísmico debe ser conducida. Para todos los países
Centro-Americanos, la clasificación según NEHERP será aplicada, tal como se especifica en
el Código Internacional de Estructuras IBC-2006.
La información del suelo en los archivos de entrada contiene las coordinadas (latitud,
longitud) del centroide de cada unidad geográfica, como también el índice de la clase de
subsuelo en la correspondiente unidad geográfica. En el caso que una clase de suelo sea
ambigua, más de un tipo de clase de suelo puede ser asignado, en un esquema de árbol lógico.
Las coordenadas de las respectivas unidades geográficas fueron tomadas de Google Earth. La
clasificación de acuerdo a NEHERP será aplicada para el estudio, dado que gran parte de los
códigos de países Centro-Americanos están basados en esta clasificación de suelos.

5.3.1    Área de estudio: San Salvador – Parte del Distrito 2
El área de estudio en San Salvador está subdividida e 16 unidades geográficas, lo que significa
que hay que realizar una distribución de las construcciones en los archivos de entrada. Para los
cálculos de riesgo, se sugiere usar variaciones entre los suelos clase C ‘suelo rígido’ y D ‘suelo
blando’ y definir un árbol lógico de dos ramas:
                      - rama 1: suelo homogéneo tipo D
                      - rama 2: suelo variante entre tipo C y D




               Figura 9. Mapa superficial geológico del área Metropolitana de San Salvador
                         Tabla 14. Archivo de entrada soilfiles.txt

                                                  - 34 -
Reporte Final v2.0                                                           Diciembre 2009



0.50 soilcenter1.txt
0.50 soilcenter2.txt



                              Tabla 15. Archivo de entrada soilcenter1.txt
%GEOUN               LATIT    LONGIT        SOIL
10001                13.721   -89.211       4
10002                13.72    -89.208       4
10003                13.719   -89.214       4
10004                13.718   -89.211       4
10005                13.718   -89.208       4
10006                13.717   -89.215       4
10007                13.716   -89.211       4
10008                13.716   -89.207       4
10009                13.714   -89.216       4
10010                13.714   -89.213       4
10011                13.712   -89.21        4
10012                13.714   -89.207       4
10013                13.712   -89.214       4
10014                13.71    -89.211       4
10015                13.712   -89.205       4
10016                13.71    -89.206       4



                              Tabla 16. Archivo de entrada soilcenter2.txt
%GEOUN               LATIT       LONGIT     SOIL
10001                13.721     -89.211     3
10002                13.72      -89.208     4
10003                13.719     -89.214     3
10004                13.718     -89.211     3
10005                13.718     -89.208     4
10006                13.717     -89.215     3
10007                13.716     -89.211     3
10008                13.716     -89.207     4
10009                13.714     -89.216     3
10010                13.714     -89.213     3
10011                13.712     -89.21      4
10012                13.714     -89.207     4
10013                13.712     -89.214     3
10014                13.71      -89.211     4
10015                13.712     -89.205     4
10016                13.71      -89.206     4




                                                   - 35 -
Reporte Final v2.0                                                              Diciembre 2009




5.3.2    Area de estudio: Ciudad de Guatemala – Parte de la Zona 11
El área de estudio en Ciudad de Guatemala consiste solo de 3 unidades geográficas con
condiciones homogéneas de suelo (ver Figura 10). Para todos los cómputos, se usó suelo clase
C (índice de suelo 3).




               Figura 10. Mapa Geológico del subsuelo de Ciudad de Guatemala.



                           Tabla 17. Archivo de entrada soilfiles.txt
1.00 soilcenter1.txt



                          Tabla 18. Archivo de entrada soilcenter1.txt
%GEOUN               LATITUDE    LONGITUDE        SOIL
20001                14.6179     -90.5462         3
20002                14.6150     -90.5483         3
20003                14.6118     -90.5496         3




                                                - 36 -
Reporte Final v2.0                                                                           Diciembre 2009




5.3.3    Área de estudio: Managua – Parte del Distrito 4 (Racachaca)
El área de estudio de Managua consiste solo de una unidad Geográfica con condiciones de
subsuelo homogéneas. Para todos los cálculos se ocupará condiciones de suelo C de acuerdo a
NEHERP (índice de suelo 3).

                            Tabla 19. Archivo de entrada soilfiles.txt
1.00 soilcenter1.txt



                          Tabla 20. Archivo de entrada soilcenter1.txt
%GEOUN               LATITUDE      LONGITUDE SOIL
31001                12.13975      -86.29118 3




5.4 Ecuaciones predictoras de movimiento fuerte (relaciones de atenuación)
Para Centro-America, y las áreas respectivas de estudio, no existen relaciones de atenuación
disponibles. Es por esto que estas ecuaciones son más confiables cuando contienen
información correspondiente a Centro-America. En suplemento, las ecuaciones usuales para
California o Europa pueden ser aplicadas para el caso de eventos de corteza. En el caso de
San Salvador, los eventos de subducción pueden ser considerados, que pueden ser mejor
descritos o representados por el modelo propuesto por Atkinson & Boore (2003), que es
considerado el modelo mas robusto en cuanto para subducción.
La Tabla 21 da una visión amplia de las ecuaciones de predicción de movimiento fuerte que
contienen datos de Centro-America. Los modelos mas robustos serán incorporados en
SELENA-versión v4.0 (Molina et al., 2008) y por lo tanto, estarán disponibles para los
cálculos de riesgo.

 Tabla 21. Ecuaciones predictoras de movimiento fuerte parcialmente basados en datos sísmicos obtenidos en
                                             Centro-America
Autores (año)                                                     Usando dato de ...
                                                                   El Salvador   Guatemala     Nicaragua
Dahle et al. (1995)                                                                    –
Atkinson & Boore (2003)                                                                –          –
Alfaro et al. (1990)
Taylor Castillo et al. (1992)                                                          –
Singh et al. (1993)                                                                    –
Bommer et al. (1996)                                                                   –
Aptikaev & Kopnichev (1980)                                            –
Patwardhan et al. (1978); reportado en Idriss (1978)                   –               –
PML (1982, 1985)                                                       –               –
Campbell (1997, 2000, 2001), Campbell & Bozorgnia (1994)               –               –
Ambraseys & Douglas (2003)                                             –               –



                                                  - 37 -
Reporte Final v2.0                                                                           Diciembre 2009




5.5 Escenarios sísmicos determinísticos
Basados en las tablas incluidas en las contribuciones al EERI’s World Housing Encyclopedia,
estos escenarios determinísticos fueron compilados par alas áreas mas susceptibles a sufrir
daños por concepto de terremotos (Tabla 22), donde se puede establecer el archivo de entrada
earthquake.txt .



                     Tabla 22. Escenario determinístico de terremotos para los tres países




5.6 Valor económico de las estructuras
Basado en los valores de la tabla y los proveídos para El Salvador, como también las
modificaciones hechas por los socios del proyecto, el total de los costos de construcción para
los distintos modelos estructurales fue compilado.
Para preparar los archivos eclossi.txt (i – estado de daño) las siguientes regulaciones fueron
hechas a los parámetros introducidos:
a) pérdida-unidad: valor absoluto de construcción por 1 m2 de una minifalda, y categoría
   residencial (RES1) en [US-$]
       pérdida por unidad = US-$ 30.0/m2
b) factor país tomando en cuenta los distintos costos constructivos. Se asume que los costos de
   construcción en El Salvador y Guatemala son comparables, mientras que son ~ 30 % mas
   bajos que en Nicaragua.
       cf (El Salvador) = cf (Guatemala) = 1.00
       cf (Nicaragua) = 0.70
c) factor de daño: razón del reemplazo total/construído (costos) de reparar daños leves,
   moderados, extensivos (valores de acuerdo a HAZUS)
       df (daño leve) =            0.02 (2 %)
       df (daño moderado) =        0.10 (10 %)


                                                    - 38 -
Reporte Final v2.0                                                                                     Diciembre 2009


      df (daño extensivo) =         0.50 (50 %)
      df (daño completo) =          1.00 (100 %)
d) ocup-factor de: valores relativos entre la diferencia de las distintas clases de ocupación,
   mientras que RES1 representa la base del valor (i.e. 100 %); Tabla 23
e) mbt-factor de: valores relativos de edificios con respecto al modelo tipo W1, basado en los
   valores proveídos por El Salvador; Tabla 24

                 Tabla 23. Valores relativos de estructuras entre distintas tipologías estructurales
Índice         ocup-         ocup-factor   Indice        ocup-       ocup-factor   Índice      ocup-       ocup-factor
               clase                                     clase                                 clase
Residencial:                               Comercial e industrial:                 Público:
1              RES 1         1.00          4             COM 1       1.00          15          REL         1.13
2              RES 3         0.73          5             COM 2       0.73          16          GOV 1       0.80
3              RES 4         0.73          6             COM 3       0.73          17          GOV 2       1.13
                                           7             COM 4       0.93          18          EDU 1       0.93
                                           8             COM 5       1.07          19          EDU 2       0.73
                                           9             COM 6       1.13
                                           10            COM 7       0.87
                                           11            COM 8       0.67
                                           12            COM 9       0.60
                                           13            COM 10      0.93
                                           14            IND 2       0.53


               Tabla 24. Valores relativos de las estructuras entre distinatas tipologías estructurales
Índice         mbt-clase      mbt-factor   Índice        mbt-clase   mbt-factor    Índice      mbt-clase   mbt-factor
Tipoogías estructurales tradicionales:     Concreto prefabricado:                  Concreto:
1              W1              1.00        10            PC1         4.00          15          C1L         3.33
2              AD              0.67                                                16          C1M         3.17
3              WD              1.50                                                17          C1H         3.00
Mampostería (incl. Bloques de concrete):   Acero:                                  18          C2L         4.00
4              CLu             3.33        11            S3          1.67          19          C2M         3.80
5              CLir            3.33        12            S5L         5.00          20          C2H         3.60
6              CLrc            3.33        13            S5M         4.75          21          C3L         5.00
7              CBu             3.00        14            S5H         4.50          22          C3M         4.75
8              CBir            3.00                                                23          C3H         4.50
9              CBrc            3.00


Ejemplo:
(1) Pérdidas económicas para una estructura con ocupación residencial y tipo W1 en El
Salvador

Daño económico = pérdida por unidad ⋅ factor de daño df ⋅ factor país cf ⋅ ocup-factor ⋅ mbt-factor

       Daño leve                  = 30 US-$ ⋅ 0.02 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 = 0.60 US-$/m2
       Daño moderado              = 30 US-$ ⋅ 0.10 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 = 3.00 US-$/m2
       Daño extensivo             = 30 US-$ ⋅ 0.50 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 = 15.00 US-$/m2
       Daño completo              = 30 US-$ ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 ⋅ 1.00 = 30.00 US-$/m2




                                                            - 39 -
Reporte Final v2.0                                                                          Diciembre 2009




5.7 Distribución de la población y tipo de ocupación
Para dar estimaciones confiables de mortandad y lesiones, el número total de personas
viviendo en cada unidad geográfica como también la distribución de gente que habita dentro o
fuera para los distinto tiempos del día.
Mientras que el número total de personas que habitan puede ser fácilmente obtenible, la
distribución de la ocupación depende de una multitud de parámetros (e.g. tasa de desempleo,
razón entre empleo comercial/industrial, distribución de la edad, etc.). Basado en las
discusiones durante el taller de trabajo, una tabla final con los tipos de ocupación fue
generadas (Tabla 25).
Los archivos de entrada population.txt para las cuatro áreas de estudio pueden ser
apreciados en las Tablas 26–28.

             Tabla 25. Porcentajes de población INTERIOR y EXTERIOR en ‘Centro-America’
                                                                     Tiempo del día
     Clase de ocupación                        noche                        día           transporte
                                           (e.g. 2:00 am)            (e.g. 10:00 am)   (e.g. 17:00 pm)
    RES (incl. HOTEL)                           96.7 %                  20.0 %            25.0 %
              COM                               0.2 %                   30.0 %            15.0 %
              IND                               0.1 %                   10.0 %             5.0 %
              EDU                                 –                     30.0 %             5.0 %
             Exterior                           3.0 %                   10.0 %            50.0 %
             Suma ∑                             100 %                    100 %             100 %
donde:
RES      –      residencial y hotel
COM      –      oficinas, comercio, negocios
IND      –      industrial
EDU      –      escuelas, jardines infantiles


         Tabla 26. Archivo de entrada population.txt para el área de estudio en San Salvador
%GEOUN               POPULATION
10001                645
10002                1155
10003                2275
10004                1055
10005                1260
10006                2570
10007                560
10008                745
10009                940
10010                1030
10011                840
10012                1090
10013                735
10014                735
10015                365
10016                870


                                                            - 40 -
Reporte Final v2.0                                                                 Diciembre 2009




      Tabla 27. Archivo de entrada population.txt para el área de estudio en Guatemala City
%GEOUN               Population
20001                6793
20002                7579
20003                7675


         Tabla 28. Archivo de Entrada population.txt para el área de estudio en Managua
%GEOUN               Population
31001                3412




6 Publicaciones

6.1 Contribuciones al EERI’s World Housing Encyclopedia
Tres artículos han sido escritos y han sido enviados a EERI. Todos están en proceso de
revisión, mientras que la contribución de El Salvador es accesible en la correspondiente
página-web:
Lang, D.H., R. Merlos, L. Holliday, and M. López (2007): Vivienda de Bahareque in El Salvador.
      EERI World Housing Encyclopedia.
Lang, D.H., O. Flores, and L. Holliday (2007): Vivienda de adobe in Guatemala. EERI World
      Housing Encyclopedia.
Lang, D.H., A. Amador, L. Holliday, C. Romero, and A. Ugarte (2007): Vivienda de Minifalda in
      Nicaragua. EERI World Housing Encyclopedia.



6.2 Articulos en preparación para ser enviados a una publicación ISI
Los contenidos principales del articulo serán las experiencias obtenidas durante el curso de
preparación de los invertarios del catastro structural, además de resultados de riesgo
compartivo entre los tres países.




                                             - 41 -
Reporte Final v2.0                                                                  Diciembre 2009




7     Referencias
Atkinson, G.M. and Boore, D.M. (2003). Empirical ground-motion relations for subduction
zone earthquakes and their application to Cascadia and other regions, Bulletin of the Seismological
Society of America 93 (4), 1703–1729.

Cattari, S., Curti, E., Giovinazzi, S., Lagomarsino, S, Parodi, S., and Penna, A. (2004). Un
modello meccanico per l’analisi di vulnerabilità del costruito in muratura a scala urbana, VI
Congreso nazionale “L’ingegneria Sismica in Italia”, Genova 25-29 gennaio 2004.

Federal Emergency Management Agency FEMA (1999). HAZUS®99 – Earthquake Loss
Estimation Methodology, Federal Emergency Management Agency and National Institute of
Building Sciences, Washington, D.C., United States.

Freeman, S.A., Nicoletti, J.P., and Tyrell, J.V. (1975). Evaluations of existing buildings for
seismic risk - A case study of Puget Sound Naval Shipyard, Bremerton, Washington', Proc. 1st
National Conf. Earthquake Engng., EERI, Berkeley, 1975, 113–122.

Freeman, S.A. (1998). Development and use of capacity spectrum method, Proc. 6th National
Conf. Earthquake Engng., Seattle, EERI, Oakland, 1998.

Gencturk, B., Elnashai, A.S., and Song, J. (2007). Fragility relationships for populations of
building based on inelastic response. Technical report, Mid-America Earthquake Center,
Urbana, Illinois, U.S., August 2007, 194 pp.

International Code Council (2006). 2006 International Building Code (IBC-2006). United
States, January 2006, 664 pp.

Kappos, A. and Panagopoulos, G. (2008). Development of Analytical Seismic Vulnerability
Functions for the WHE-PAGER Project Phase 2. URL: http://pager.world-housing.net/.

Lang, D.H., Merlos, R., Holliday, L., López, M. (2007). Vivienda de Bahareque, Bahareque
houses in El Salvador. Report no. 141, World Housing Encyclopedia, Earthquake Engineering
Research Institute, United States.

Lang, D.H., Flores, O.G., and Holliday, L. (2007). Vivienda de Adobe (adobe brick houses),
Adobe houses in Guatemala. Report no. 144, World Housing Encyclopedia, Earthquake
Engineering Research Institute, United States.




                                              - 42 -
Reporte Final v2.0                                                                Diciembre 2009


Lang, D.H., Amador, A., Holliday, L., Romero López, C., and Ugarte, A. (2008). Vivienda de
Minifalda (madera y concreto), Minifalda houses in Nicaragua. Report no. 148, World Housing
Encyclopedia, Earthquake Engineering Research Institute, United States.

Lang, D.H., Molina, S., and Lindholm, C.D. (2008). Towards near-real-time damage
estimation using a CSM-based tool for seismic risk assessment. Journal of Earthquake Engineering
12 (S2), 199–210.

Milutinovic, Z.V. and Trendafiloski, G.S. (2003). RISK-UE, An advanced approach to
earthquake risk scenarios with applications to different European towns. Report to WP4:
Vulnerability of current buildings. September 2003, 109 pp.

Molina, S., D.H. Lang, and C.D. Lindholm (2008). SELENA v4.0 – User and Technical
Manual v4.0, NORSAR, Kjeller, Norway, September 2008.

Riahi, Z., Elwood, K.J., and Alcocer, S.M. (2009).Backbone Model for Confined Masonry
Walls for Performance-Based Seismic Design. Journal of Structural Engineering, June 2009, 644–
654, DOI: 10.1061/_ASCE_ST.1943-541X.0000012.

Singh, Y., Prasad, JSR, Lang, D.H., and Deoliya, R. (2009). Development of Seismic Capacity
Curves for Claybrick Masonry Buildings in India. Report to the WHE-PAGER Project Phase
3. URL: http://pager.world-housing.net/.




                                             - 43 -

								
To top