Seismic rehabilitation of typical schools in Puerto Rico

Abstract

Puerto Rico is located in an earthquake-prone region. Observations from recent studies of seismic activity in Puerto Rico have proven the expectation of a major earthquake that may occur at any given time. School buildings are one of the main infrastructures targeted by major earthquakes, due to the short column effect generated by the presence of partial masonry walls besides the columns. Unfortunately, the short column effect is usually not taken into consideration during the seismic analysis of the school buildings, and most of the public school buildings in Puerto Rico are built according to a limited number of prototype plans, hence, they are facing the same issue. As non-structural elements, masonry walls have a great influence on structures, they restrict the lateral displacement of the columns of the school buildings, which might cause a sudden shear failure of the columns. Schools are commonly used as shelters and they need to be in full operation and in proper conditions right after the earthquakes. The short column effect has caused severe damage in schools in past earthquakes, which leads to the reason why an adequate rehabilitation system for typical schools in Puerto Rico must be set in place. This research is designed to provide a solution for the seismic rehabilitation of typical public educational centers in Puerto Rico for the Department of Education. After all, the results obtained will be beneficial for existing schools and will serve as a guide that can be applied to further constructions of any similar structure.

Puerto Rico se encuentra en una región sísmica altamente activa. Observaciones de estudios recientes de actividad sísmica en Puerto Rico han demostrado la expectativa de un terremoto significativo que puede ocurrir en cualquier momento dado. Los edificios escolares son una de las principales infraestructuras objetivo de estudio durante los grandes terremotos, debido al efecto de la columna corta generada por la presencia de paredes de mampostería parcial al lado de las columnas. Desafortunadamente, es normal que el efecto de la columna corta no se tome en consideración durante el análisis sísmico de los edificios escolares, y la mayoría de los edificios de las escuelas públicas en Puerto Rico se construyen de acuerdo con un número limitado de prototipos, por lo tanto, un gran número de ellas se enfrentan al mismo problema. Como elementos no estructurales, las paredes de mampostería tienen una gran influencia sobre las estructuras, restringen el desplazamiento lateral de las columnas de los edificios escolares, lo que podría causar una rotura brusca en cortante de las columnas. Es común que las escuelas se utilicen como refugios y deben estar en pleno funcionamiento y en condiciones adecuadas inmediatamente después de los terremotos. El efecto de la columna corta ha causado graves daños en las escuelas durante terremotos pasados, lo que conduce a la razón por la cual se debe establecer un sistema adecuado de rehabilitación para las escuelas típicas en Puerto Rico. Esta investigación está diseñada para proveer una solución para la rehabilitación sísmica de centros educativos públicos típicos en Puerto Rico para el Departamento de Educación. Después de todo, los resultados obtenidos serán beneficiosos para las escuelas existentes y servirán de guía que puede aplicarse a otras construcciones de cualquier estructura similar.