Residential building and occupant vulnerability to tephra fall

Abstract

Abstract. Plinian and subplinian volcanic eruptions can be accompanied by tephra falls which may last hours or days, posing threats to people, buildings and economic activity. Numerous historical examples exist of tephra damage and tephra casualties. The mechanisms and consequences of roof collapse from static tephra load are an important area of tephra damage requiring more research.This paper contributes to this work by estimating the structural vulnerability of buildings to tephra load based on both analytical studies and observed damage. New studies are presented of roof strengths in the area around Mt. Vesuvius in southern Italy and of field surveys undertaken in other European volcanic locations to assess building vulnerability to tephra fall.The results are a proposed set of new European tephra fall roof vulnerability curves in areas potentially threatened by explosive volcanic eruptions along with comments on the human casualty implications of roof collapse under tephra loading. Some mitigation recommendations are provided.

Vulnerabilidad Física De Cubiertas De Edificaciones De Uso De Ocupación Normal Ante Caídas De Ceniza en La Zona De Influencia Del Volcán Galeras

“…Con base en las cargas límite de colapso por unidad de área Q mean , estimadas por López (1997) y Torres (2001), se procede a calcular la probabilidad de colapso p(colapso). Según Spence et al (2005), la probabilidad de colapso se puede determinar mediante una distribución normal acumulativa Φ con valor medio Q mean y desviación estándar Q dev ; donde Q mean corresponde al valor medio de la carga límite de la cubierta por unidad de área, y Q dev es la desviación estándar de la carga límite sobre la cubierta por unidad de área.…”

“…El efecto de la pendiente de las cubiertas resultó ser ambiguo, quizás debido a las condiciones de humedad de la ceniza con relación al ángulo de reposo. Spence et al (2005), también refieren que con 3 kPa, para un espesor equivalente de 24,5 cm de ceniza húmeda, asumiendo un peso específico de 1250 kgf/m 3 (Tilling, 1993) se presentaron daños graves, con una probabilidad de colapso del 33%.…”

“…En la TABLA 2 se muestran las cargas de colapso promedio revaluadas para estas tipologías en condiciones de buen estado, con distancias entre apoyos hasta 6 m y en la FIGURA 15, las correspondientes probabilidades de daño. Spence et al (2005) realizaron una propuesta de clasificación de los tipos de cubiertas europeas y hacen una estimación de la resistencia a la caída de ceniza estableciendo la fragilidad estructural de los techos de las edificaciones sobre la base de estudios analíticos, ensayos de laboratorio y análisis de daños observados. En la TABLA 3 se muestra las cargas de colapso y en la FIGURA 16 las curvas de fragilidad para cada uno de estos tipos europeos.…”

“…En la TABLA 3 se muestra las cargas de colapso y en la FIGURA 16 las curvas de fragilidad para cada uno de estos tipos europeos. (Spence et al, 2005).…”

“…Estableciendo una comparación de los resultados de las resistencias de las tipologías de cubiertas en la zona de influencia de Galeras estimados por Torres (2001), con las tipologías de cubiertas de territorios europeos estimadas por Spence et al (2005), se observa en general un rango con menor resistencia, no obstante los valores encontrados son del mismo orden pese a las incertidumbres en la resistencia de algunos materiales, en las dimensiones estructurales, en la unión y acople de los elementos y formas constructivas.…”