Seismic vulnerability assessment of schools designated as post-disaster shelters in Montréal

Damaj, Ghaleb (2020). Seismic vulnerability assessment of schools designated as post-disaster shelters in Montréal. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

This research aims to assess the seismic risk associated to the non-structural components (NSCs), also known in Canada as operational and functional components (OFCs), of 16 schools designated as post-disaster shelters in Montréal by the Civil Safety Department of the City of Montréal. An improved deterministic structural vulnerability index (VI) is calculated using the Analytical Hierarchy Process (AHP). The new VI considers the main structural parameters considered in a previous study conducted at McGill University using the seismic screening method adapted from the American FEMA 154 (Federal Emergency Management Agency) and New Zealand guidelines. The main parameters include the type of lateral load resisting system, the building height, the year of construction, the presence of structural irregularities (vertical and horizontal), as well as the seismicity and soil class at the site as prescribed by the seismic design provisions of the National Building Code of Canada (NBC). The AHP method is applied to estimate a weight factor for each parameter contributing in the structural vulnerability via a pairwise comparison, in order to develop an improved structural vulnerability equation. The new vulnerability index is calibrated with the results of the previous study at McGill University. This calibration is followed by the integration of the effect of soil-building resonance as a new parameter in the assessment of the structural vulnerability currently proposed in the CSA S832 standard (Seismic risk reduction of operational and functional components). The new VI is classified into four categories: low, moderate, high and very high. The addition of the soil-building resonance parameter has increased the building seismic structural vulnerability classes in some cases. Finally, the seismic risk associated to the OFCs is assessed based on the improved structural vulnerability index and the CSA S832 parametric method based on onsite inspection. Accordingly, the evaluation of the seismic risk is represented by calculating a risk index (R) that takes into consideration the vulnerability of the building, the seismic hazard at the building site and the vulnerability of the component based on the OFC restraint, impact and pounding, OFC overturning and OFC flexibility and location in building, in addition to the consequences of OFC failure or lack of functionality. The risk indices are classified according to the mitigation priority thresholds of CSA S832.

Titre traduit

Évaluation de la vulnérabilité sismique des écoles désignées comme des abris d’urgence à Montréal

Résumé traduit

Ce projet vise à évaluer le risque sismique associé aux composants non structuraux (CNS) – aussi connus au Canada sous le nom de composants fonctionnels et opérationnels (CFO), dans 16 écoles désignées comme des abris post catastrophe à Montréal par le Centre de sécurité civile de Montréal. Un indice déterministe amélioré de vulnérabilité structurale (VI) est déterminé par le processus d’analyse hiérarchique (PAH) en tenant compte des principaux paramètres structuraux considérés lors d’une étude précédente réalisée à l’Université McGill. L’étude précédente était réalisée sur la base d’inspection visuelle des bâtiments adaptée de la méthode américaine FEMA 154 (Federal Emergency Management Agency) et de la norme de conception parasismique des bâtiments de Nouvelle-Zélande. Les principaux paramètres considérés sont le type de système de résistance aux charges latérales, la hauteur du bâtiment, son année de construction, la présence d’irrégularités structurales (verticales et horizontales), ainsi que la sismicité et la classe de sol du site local définies dans le code national du bâtiment du Canada (CNB). La méthode PAH est appliquée pour estimer un facteur de pondération pour chacun des paramètres affectant la vulnérabilité sismique du bâtiment via une comparaison par paire de leur contribution afin d’améliorer l’équation de la vulnérabilité structurale proposée dans la norme CSA S832- Réduction du risque sismique associé à la défaillance des composants fonctionnels et opérationnels des bâtiments. Les résultats du nouvel indice de vulnérabilité ont été calibrés avec les résultats d’une étude précédente entreprise à l’Université McGill. Cette étape est suivie par l'intégration de l'effet de la résonance sol-superstructure en tant que nouveau paramètre dans l'évaluation de la vulnérabilité structurale à l'aide de la méthode PAH. Le nouveau VI est également classifié selon une échelle révisée qui contient quatre niveaux d’intensité : faible, modéré, élevé et très élevé. L’ajout du paramètre de résonance a augmenté la classe de vulnérabilité sismique dans certains cas. Enfin, le risque sismique associé aux CFO est évalué selon la norme CSA S832 en utilisant le VI amélioré. Conformément à cette norme, le risque sismique est évalué par le calcul d’un indice de risque (R) tenant en compte la vulnérabilité du bâtiment, l’aléa sismique du site, la vulnérabilité du composant en fonction de son mode d’attache à la structure, la possibilité de choc, martelage et renversement du CFO, sa flexibilité et son emplacement dans le bâtiment, ainsi que les conséquences liées à la rupture ou la non-fonctionnalité du CFO. Les résultats de l’indice de risque sont classifiés selon la même échelle que celle du CSA S832.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for a master’s degree with thesis in construction engineering." Comprend des références bibliographiques (pages 101-106).
Mots-clés libres:	risque sismique, PAH, résonance sol-structure, indice de vulnérabilité, CFO, composants non structuraux
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Assi, Rola
Codirecteur:	Codirecteur McClure, Ghyslaine
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	07 janv. 2021 18:35
Dernière modification:	07 janv. 2021 18:35
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2583

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