The Maule earthquake is the largest seismic event that has ever struck Chile and the amount of damage found across the country was unmeasurable. The scope of this research is the analysis of a precast reinforced concrete building, located at 314 km from the earthquake’s epicenter, that was damaged during the Maule earthquake. In a previous research, this structure was modeled and assessed throughout the Chilean code prescriptions. In contrast, this research aims to assess the vulnerability of this structure introducing a horizontal combination of the seismic components which was exempted by the outdated version of the Chilean code at that moment, as well, the division of the structural model into two due to the presence of an expansion joint; these features were excluded in the previous work. In order to capture the vulnerability of the structure, two numerical models representing the two parts of the structure are built. Furthermore, linear and nonlinear procedures are employed to assess the structural elements and compare the results with the damages found. The results of the linear analysis showed the failure of some columns after applying the horizontal combination. These columns match with those found damaged by the Maule earthquake, underlying that the exclusion of a horizontal combination of the seismic components underestimates the excitation of the structure. Whereas, for the nonlinear procedures, the type of analysis selected is the nonlinear dynamic direct-integration analysis followed by a verification throughout pushover analysis using fiber hinges as a plasticity model to capture the post-elastic behavior. Suitable accelerograms of the Maule earthquake are used as loading. Damages found by non-linear analyses agree with those obtained from linear analysis.

Il terremoto Maule è il più grande evento sismico avvenuto in Cile e l’ammontare dei danni percepiti in tutto il territorio sono inestimabili. La presente ricerca ha l’obiettivo di analizzare una struttura in cemento armato prefabbricato situata a 314 km dall’epicentro del sisma e danneggiata dallo stesso. Quest’ultima è già stata modellata e valutata in una precedente ricerca facente riferimento alla normativa cilena. la presente ricerca è volta a stimare la vulnerabilità della struttura introducendo una combinazione orizzontale di componenti sismiche, non considerata nella versione datata della normativa cilena, così come la presenza di giunti di espansione che porta a considerare il modello strutturale come diviso in due parti. Perciò, sono stati costruiti due modelli numerici rappresentanti due parti della struttura con il fine di cogliere la vulnerabilità della struttura stessa. Sono state sviluppate una procedura lineare e una procedura non lineare con l’obiettivo di valutare gli elementi strutturali e paragonare i risultati ottenuti con i danni percepiti. I risultati ottenuti dall’analisi lineare mostrano il danneggiamento di alcune colonne dopo la sollecitazione di combinazioni orizzontali, che corrispondono alle colonne danneggiate dal terremoto Maule. In particolare, l’esclusione della combinazione orizzontale delle componenti sismiche sottostima l’eccitazione della struttura. L'analisi non lineare utilizza l'integrazione dinamica diretta seguita da una verifica usando l'analisi pushover, utilizzando le cerniere in fibra come modello plastico per percepire il comportamento post elastico. Nell'analisi dinamica non lineare sono stati utilizzati accelerogrammi registrati durante il terremoto Maule opportunamente ruotati. I danni riscontrati dalle analisi non lineari concordano con quelli ottenuti dall'analisi lineare.

Structural assessment of an industrial RC structure damaged during 2010 Chile earthquake

SOTILLO BASTIAN, RICARDO ANTONIO
2019/2020

Abstract

The Maule earthquake is the largest seismic event that has ever struck Chile and the amount of damage found across the country was unmeasurable. The scope of this research is the analysis of a precast reinforced concrete building, located at 314 km from the earthquake’s epicenter, that was damaged during the Maule earthquake. In a previous research, this structure was modeled and assessed throughout the Chilean code prescriptions. In contrast, this research aims to assess the vulnerability of this structure introducing a horizontal combination of the seismic components which was exempted by the outdated version of the Chilean code at that moment, as well, the division of the structural model into two due to the presence of an expansion joint; these features were excluded in the previous work. In order to capture the vulnerability of the structure, two numerical models representing the two parts of the structure are built. Furthermore, linear and nonlinear procedures are employed to assess the structural elements and compare the results with the damages found. The results of the linear analysis showed the failure of some columns after applying the horizontal combination. These columns match with those found damaged by the Maule earthquake, underlying that the exclusion of a horizontal combination of the seismic components underestimates the excitation of the structure. Whereas, for the nonlinear procedures, the type of analysis selected is the nonlinear dynamic direct-integration analysis followed by a verification throughout pushover analysis using fiber hinges as a plasticity model to capture the post-elastic behavior. Suitable accelerograms of the Maule earthquake are used as loading. Damages found by non-linear analyses agree with those obtained from linear analysis.
MARTINELLI, PAOLO
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
15-dic-2020
2019/2020
Il terremoto Maule è il più grande evento sismico avvenuto in Cile e l’ammontare dei danni percepiti in tutto il territorio sono inestimabili. La presente ricerca ha l’obiettivo di analizzare una struttura in cemento armato prefabbricato situata a 314 km dall’epicentro del sisma e danneggiata dallo stesso. Quest’ultima è già stata modellata e valutata in una precedente ricerca facente riferimento alla normativa cilena. la presente ricerca è volta a stimare la vulnerabilità della struttura introducendo una combinazione orizzontale di componenti sismiche, non considerata nella versione datata della normativa cilena, così come la presenza di giunti di espansione che porta a considerare il modello strutturale come diviso in due parti. Perciò, sono stati costruiti due modelli numerici rappresentanti due parti della struttura con il fine di cogliere la vulnerabilità della struttura stessa. Sono state sviluppate una procedura lineare e una procedura non lineare con l’obiettivo di valutare gli elementi strutturali e paragonare i risultati ottenuti con i danni percepiti. I risultati ottenuti dall’analisi lineare mostrano il danneggiamento di alcune colonne dopo la sollecitazione di combinazioni orizzontali, che corrispondono alle colonne danneggiate dal terremoto Maule. In particolare, l’esclusione della combinazione orizzontale delle componenti sismiche sottostima l’eccitazione della struttura. L'analisi non lineare utilizza l'integrazione dinamica diretta seguita da una verifica usando l'analisi pushover, utilizzando le cerniere in fibra come modello plastico per percepire il comportamento post elastico. Nell'analisi dinamica non lineare sono stati utilizzati accelerogrammi registrati durante il terremoto Maule opportunamente ruotati. I danni riscontrati dalle analisi non lineari concordano con quelli ottenuti dall'analisi lineare.
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