Seismic vulnerability analysis of a two-story family dwelling in confined masonry in Cuenca, Ecuador

Authors

  • Hernán García KU Leuven
  • Geert Degrande KU Leuven

DOI:

https://doi.org/10.18537/mskn.08.02.08

Keywords:

seismic vulnerability analysis, single family dwelling, confined masonry, pushover analysis, equivalent frame method, fragility curves, Cuenca, Ecuador

Abstract

 

This paper presents a seismic vulnerability assessment of a single-family dwelling in confined masonry, a common construction type in the city of Cuenca, Ecuador. The macroscopic properties of hollow and solid brick masonry are derived from mesoscopic finite element analyses of masonry piers. The structure is modeled using an equivalent frame method, in which masonry walls are defined as piers or spandrels using a macro-element model; reinforced columns and beams and orthotropic floor slabs are also included. Several models, considering a deterministic geometry and stochastic properties of masonry, are analyzed using a quasi-static pushover method. The results of these analyses are used to define a single equivalent macro-element that incorporates in-plane shear and flexural failure modes and is capable of reproducing the cyclic behavior of the 3D model. Non-linear dynamic time history analyses are finally performed on the single equivalent macro-element for different earthquake ground motions that are selected from the PEER Ground Motion Database and that are compatible with the Ecuadorian design spectrum for several PGA levels. The maximum response is compared with different performance levels and the fragility curves are determined using a maximum likelihood analysis. The proposed methodology can be used for seismic vulnerability analysis when few data are available, but is subject to high levels of uncertainty, so further analysis and experiments on materials and structural components are needed.

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Author Biography

Hernán García, KU Leuven

Docente de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de Cuenca a partir del año 2015. Desde el año 2000, ha participado como investigador en diversos proyectos de investigación y de consultoría nacionales e internacionales relacionados con las Ciencias Ambientales, especialmente en el campo de la hidrología y la hidráulica. Edison obtuvo su título de Ingeniero Civil en 1999 y una Maestría de Ciencias en Manejo y Conservación del Agua y Suelo en el año 2004, en la Universidad de Cuenca. En el año 2009 culminó su segunda maestría de ciencias en Gestión Ambiental de Sistemas Hídricos en la Universidad de Cantabria en España y en el año 2015 se graduó de Doctor (magna cum laude) en Natural Sciences (PhD) en la Universidad de Giessen en Alemania. Su campo de experticia trata sobre el estudio de los procesos hidrológicos en cuencas hídricas, a través del uso de trazadores naturales del agua como son los isótopos estables o sus elementos químicos. Ha realizado estadías de investigación en la Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven), en Lovaina, Bélgica (2000 y 2004) y publicado, como autor principal y co-autor, varios estudios científicos relacionados con la hidrología de cuencas en revistas revisadas por pares. También ha revisado artículos científicos para la revista Hydrology and Earth System Sciences.

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Published

2017-12-28

How to Cite

García, H., & Degrande, G. (2017). Seismic vulnerability analysis of a two-story family dwelling in confined masonry in Cuenca, Ecuador. Maskana, 8(2), 99–114. https://doi.org/10.18537/mskn.08.02.08

Issue

Section

Research articles