PHYSICAL VULNERABILITY OF BUILDING ROOFS OF NORMAL OCCUPANCY USE FACING ASHFALL IN THE GALERAS VOLCANO INFLUENCE ZONE VULNERABILIDAD FÍSICA DE CUBIERTAS DE EDIFICACIONES DE USO DE OCUPACIÓN NORMAL ANTE CAÍDAS DE CENIZA EN LA ZONA DE INFLUENCIA DEL VOLCÁN GALERAS

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Authors
Torres-Corredor, Roberto Armando
Ponce-Villarreal, Patricia
Gómez-Martínez, Diego Mauricio
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
El enfoque principal de esta investigación es un método para evaluación de la vulnerabilidad física de cubiertas de edificaciones por sobrecarga ante caída de ceniza, por erupciones del volcán Galeras. Para conocer la posible afectación de cubiertas y edificaciones, se establecen relaciones de daño para tipos de cubiertas con base en su tipología, distancias entre apoyos y estado. La evaluación de vulnerabilidad permite estimar el grado de daño probable de la cubierta y edificación. La metodología parte de caracterizar la amenaza para establecer el patrón de intensidad para analizar la resistencia del elemento expuesto, que para ceniza, es la carga transferida por un espesor acumulado sobre la cubierta. Adicionalmente, se realizó un inventario de elementos expuestos, definiendo tipo de cubierta, materiales, configuración geométrica y estado, así como el de la edificación, para luego categorizar en cubiertas tipo, a las cuales se les analiza la resistencia para determinar la máxima solicitación que conduce al fallamiento, evaluando también el impacto sobre toda la edificación. Se estima la probabilidad de daño mediante una función de distribución acumulativa, teniendo en cuenta la varianza de la solicitación límite debido a factores como heterogeneidades de los materiales, dimensiones de elementos, efectos constructivos o distribución de la carga de ceniza de acuerdo a la trayectoria del viento, al estilo de cubierta, así como la humedad presente en la ceniza. La evaluación de vulnerabilidad en la zona de Galeras muestra que aunque las cubiertas livianas y moderadas son más vulnerables a cargas de cenizas, el efecto de afectación global en la edificación es menor, contrario a cubiertas pesadas y losas. Este estudio formula consideraciones en diseño de cubiertas de edificaciones ubicadas en zonas aledañas a volcanes activos, que podrían ser base para la creación de una norma de diseño y construcción para cubiertas resistentes ante sobrecargas de ceniza.   
The main focus of this research is a method for assessing the physical vulnerability of building roofs due to overloading of ashfall by eruptions of Galeras volcano. In order to know the possible affectation of roofs and buildings, damage relationships are established for types of roofs based on their typology, distances between supports and state. The vulnerability assessment allows estimating the likely degree of damage of the roof and building. The methodology starts from characterizing the hazard to establish the intensity pattern to analyze the resistance of the exposed element, which for ash, is the load transferred by a thickness accumulated on the roof. Additionally, an inventory of exposed elements was made, defining type of roofs, materials, geometric configuration and state, as well as of the building, which allow to categorize in roof types. Then the resistance is analyzed in order to determine the maximum stress that leads to failure, evaluating also, the impact on the entire building. The probability of damage is estimated using a cumulative distribution function, taking into account the variance of the boundary stress due to factors such as material heterogeneities, element dimensions, constructive effects or ash load distribution according to the wind path, roof style, as well as the moisture present in the ash. The vulnerability assessment in Galeras zone, shows that although light and moderate roofs are more vulnerable to ash loads, the effect of overall damage to the building is less, as opposed to heavy roofs and slabs. This study formulates considerations in the design of building roofs located in adjacent areas to active volcanoes, which could be the basis for the creation of a standard for design and construction of overload ash-resistant roofs.   
Keywords
Vulnerability, building roofs, ashfall, Galeras volcano, Vulnerabilidad, cubiertas de edificaciones, caída de ceniza, volcán Galeras
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