Grupo # 3: Daños Producidos por Vientos Huracanadosacademic.uprm.edu/~lgodoy/conferences/Grupo 3...
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University of Puerto Rico Mayagüez Campus Grupo # 3: Daños Producidos por Vientos Huracanados Investigadores: Dr. Luis A. Godoy, PI Dr. Raúl E. Zapata Dr. Arsenio Cáceres Ing. Héctor D. López
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Grupo # 3: Daños Producidos por Vientos
Huracanados
Investigadores:Dr. Luis A. Godoy, PI Dr. Raúl E. ZapataDr. Arsenio CáceresIng. Héctor D. López
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Presentación al Comisionado de Seguros, 7 Octubre 2004
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Herramientas tradicionales
Las compañías de seguros contratan servicio de empresas especializadas (RMS), a las que entregan individualmente sus datos para formar una base de datos y reciben información procesada de esa base.Los modelos usan investigaciones post-desastre y datos de reclamaciones a compañías de seguros para desarrollar curvas de vulnerabilidad usando regresión. No identifican mecanismos de falla y que aspectos hay que observar para evaluar el costo de una póliza individual.Usan clasificaciones de construcciones basadas en vulnerabilidad a fuego.
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Objetivos del Grupo # 3
Desarrollar una metodología para estimar daños ocasionados para los tipos de estructuras seleccionados, bajo escenarios de huracanesde distinta intensidad, condiciones de exposición y las prácticas de diseño y construcción típicas de Puerto Rico.Proveer herramientas para estimar daños por viento en estructuras.
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Alcance
El estudio comprende algunos tipos de estructuras de interés para la industria del seguro:– edificios multipisos (condominios) – edificaciones industriales.
El estudio no incluye daños al contenido de una propiedad.
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Actividades de investigación
1. Caracterización de acciones debidas a huracanes en Puerto Rico.
2. Selección de tipos estructurales considerados e identificación de sus características de interés en construcciones típicas de Puerto Rico.
3. Modelado de acción de viento sobre estructuras consideradas.
4. Identificación de mecanismos de daños y falla en los tipos estructurales considerados.
5. Calibración de modelos.
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Caracterización de accionesNo Nombre Fecha de Entrada a Puerto Rico Velocidad de Categoría Lugar de
Día Mes Año Vientos (mph) Entrada Salida 1 SIN NOMBRE 5 Septiembre 1852 80 I Ponce Mayagüez2 SIN NOMBRE 29 Octubre 1867 120 III Fajardo Mayagüez3 SIN NOMBRE (San Felipe) 13 Septiembre 1876 120 III Humacao Mayagüez4 SIN NOMBRE (San Roque) 17 Agosto 1893 115 III Maunabo Isabela 5 SIN NOMBRE (San Gil) 1 Septiembre 1896 100 II Guayanilla Mayagüez6 SIN NOMBRE (San Ciriaco) 8 Agosto 1899 140 IV Guayama Aguadilla 7 SIN NOMBRE (San Hipólito) 22 Agosto 1916 80 I Naguabo Rincón 8 SIN NOMBRE (San Liborio) 24 Julio 1926 80 I Cabo Rojo Cabo Rojo 9 SIN NOMBRE (San Felipe II) 13 Septiembre 1928 160 V Patillas Isabela
10 SIN NOMBRE (San Nicolás) 10 Septiembre 1931 100 II Fajardo Aguadilla 11 SIN NOMBRE (San Ciprian) 27 Septiembre 1932 110 II Naguabo Mayagüez12 BETSY (Santa Clara) 12 Agosto 1956 90 I Patillas Arecibo 13 HUGO 18 Septiembre 1989 125 III Vieques Fajardo 14 HORTENSE 10 Septiembre 1996 80 I Guanica Cabo Rojo 15 GEORGES 22 Septiembre 1998 105 II Yabucoa Cabo Rojo
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Trayectorias
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Periodos de retorno
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Variación de códigos en PR
0 10 20 30 40 50 60 700
50
100
150
Pres ion q [ps f]
Altu
raz
[ft]
Pres iones de vientoGrafica Comparativa Reglamento 7 1968/AS CE 7-02
145 mph expB
145 mph expC
145 mph expD
Reglam. 7
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Estimación de cargas de viento
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Edificios Industriales
Estructuras de baja altura y sistema principal de resistencia en acero estructural. Pocas aberturas en su envoltura (fachada y cubierta) y grandes áreas expuestas. Los elementos no estructurales (láminas, elementos de apoyo intermedio y conexiones) empleados como fachada y cubierta, son las partes mas vulnerables bajo la acción de vientos intensos.
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Condominios Multipisos
Estructuras rígidas (sistema principal de resistencia construido con muros de corte en hormigón). Altamente resistentes a la acción de cargas laterales de viento.Presentan en sus fachadas, grandes porcentajes de aberturas (ventanas y puertas) expuestas directamente a las fuertes presiones de vientos huracanados y a impactos de escombros arrastrados por el viento (misiles).
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Base de datos propiaDesarrollo de una base de
datos con información técnica de edificios industriales y edificios mutipisos.
Fuentes:Planos disponibles en ARPEInformación disponible en aseguradorasInspección mediante fotografías
Tipo de Cubierta
0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%
Steel deck conlosa de concreto
Steel deck concapa aislante
Losa de concreto Panel metalico NoEspecificado/No
disponible
Frec
uenc
ia
Norma de Diseno a Viento
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
ASCE 7-95 UBC-97 ASCE 7-98 PR Building Code99
NoEspecificado/No
disponible
Frec
uenc
ia
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Identificación de fachadas
DORAL BANK
DB
Edificio Uso Pisos Fachada Area Ventana b h n Area Total %Ventanas (m2) Tipo (m) (m) (m2) (m2)
DORALBANK Oficina 9 1 1 2.75 4 11.00 2 1 2.25 18 40.50 3 1 1.5 4 6.00 4 1 0.5 18 9.00 5 1 3.5 7 24.50 6 1 1.8 7 12.60 7 1 2.7 52 140.4
1 690.00
8 1 2 52 104
244.00 0.35
1 1 2.25 49 110.25 2 1 3.5 3 10.5 3 1 2.7 21 56.7
2 780
4 1 2 126 252
429.45 0.55
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Planos disponibles en ARPE
Ejemplo: Detalles de las conexiones entre los elementos del sistema principal de resistencia que se tuvieron en cuenta para modelar las conexiones entre los elementos del modelo (conexiones rígidas).
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Análisis de Sistema Principal
Revisión de capacidad de elementos realizado con ETABS Carga de Viento Modelo AL1. Modelo regular (forma cuadrada)Máximo Indice de Sobresfuerzo para DL+LL+W sin factorizar en un elemento = Esfuerzo Actuante/Capacidad = 0.20
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Elementos fachada y cubierta
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Fachadas y Cubierta
Velocidades de Viento de Pandeo - Cerramiento LateralDatos presentados para todas las Configuraciones
0.000
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
Longitud no Soportada (m)
V (m
ph)
Exp B_B
Exp C_B
Exp D_BExp B_B1
Exp C_B1
Exp D_B1
Exp B_F
Exp C_F
Exp D_FExp B_F1
Exp C_F1
Exp D_F1
Exp B_A
Exp C_A
Exp D_AExp B_A1
Exp C_A1
Exp D_A1
Huracan Categoria II (90<v<110mph)
Huracan Categoria I (v< 90mph)
Huracan Categoria III (110<v< 130mph)
Huracan Categoria IV (130<v< 155mph)
Huracan Categoria V (v> 155mph)
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Edificio residencial, Mayagüez
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Componente analizado:ventaneria
Dimensiones de la estructura:max. dim. hor : 126 ftmin. dim. hor : 52 ftaltura: 143 ft
ventanas :cantidad : 240 96 36b : 56 68 16 inh : 62 62 23 inmaterial : vidrioespesor : 1/4 insoporte : ???
Características construcción
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Condiciones particularesDetalles observados :Ventanas sin soporte adecuado Ventanas con vidrios en mal
estado
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Características viento
Parámetros de clasificación :- estructura cerrada
- Categoría de rugosidad de la superficie B
- Categoría de exposición B
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Daños detectadosTormenta Tropical “Jeanne”, Septiembre 16 de 2004
Ventana escaleras pisos 9 -10Dimensiones: B = 16 in
H = 23 ine = ¼ in
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Ventana apartamentos piso 12 Dimensiones: B = 32 in
H = 52 ine = ¼ in
Daños detectados
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Ventanas
Estimación de daño en ventanas de acuerdo con la especificación ASTM E-1300.
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Escenario de falla
Determinación de los posibles
Ventanas piso 12
Escenario 1Bordes soportados = 1Velocidad de viento = 45 mph
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Escenario de falla
Determinación de los posibles escenarios de falla
Ventanas piso 12
Escenario 2Bordes soportados = 2Velocidad de viento = 77 mph
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Condominio Area Metropolitana
Huracán Georges, Septiembre 21 de 1998, Categoría III 110-120 mph.Daños en ventanas Pisos 15 al 20
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Escenario de falla
Determinación de los posibles escenarios de falla
Ventanas Pisos 15 a 20
Escenario 3
Bordes Soportados: 3Velocidad de Viento: 101mph
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Escenario de fallaDeterminación de los posibles
escenarios de falla
Ventanas Pisos 15 a 20
Escenario 4
Bordes Soportados: 4Velocidad de Viento: 143mph
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VulnerabilidadE s c e n a rio de F a lla
A S C E 7-02
V e lo c id a d d e l V ie nto = 1 2 0 m p hE s p e s o r V id rio V e nta na s = 1 9 m mL a d o s S o p o rta d o s = 2
Curva de Daño VentanasPara Diferentes Grados de Exposicion
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
0 50 100 150 200 250
Velocidad del Viento (mph)
Dañ
o
B
C
D
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Actividades a realizar
Recolección de información post-desastre y datos de reclamaciones a compañías de seguros.Calibrar modelos con datos de reclamaciones.Desarrollar curvas de vulnerabilidad usando análisis estructural.Probabilidad de ocurrencia de huracanes en Puerto Rico.
