The Vulnerability Assessment and the Damage Scenario in Seismic Risk Analysis

Giovinazzi, Sonia

Diese Doktorarbeit stellt zwei Ansätze für eine Vulnerabilitätsbewertung im bebauten Raum vor: ein makroseismisches Modell, das in Verbindung mit makroseismischen Intensitätskarten eingesetzt wird und ein mechanisches Modell, das dann zum Einsatz kommt, wenn eine Gefährdung in Bezug auf Spitzen-Bodenbeschleunigungen und Spektralwerte vorliegt. Die Arbeit zeigt die theoretischen Grundlagen auf und verweist auf die bestimmenden Parameter für die beiden vorgestellten Modelle im Hinblick auf unterschiedliche Mauerwerks- und Stahlbetonbauwerke. Darüber hinaus geht die Arbeit auf die Anwendung der beiden vorgestellten Modelle zur Bestimmung des zu erwartenden wirtschaftlichen Verlustes und der Auswirkung für Menschen und Bauwerk unter Zuhilfenahme von Verteilungs- oder Fragilitätskurven ein. Die Ansätze gehen entweder von Vermessungsdaten aus oder von statistischen Daten unterschiedlicher Herkunft und Qualität. Unterschiede in den Unsicherheiten wirken sich je nach Quantität und Qualität der für die Analyse zur Verfügung stehenden Daten auf die Vulnerabilitätsbewertung und die daraus folgende Schadensbewertung aus. Aufgrund einer klaren analytischen Definition der vorgestellten Methoden lassen sie sich ohne Weiteres in einer GIS-Umgebung einsetzen: hierbei wird durch Überschneidung der Gefahren- und Vulnerabilitätsanalysen die Bewertung von Schadensszenarien zu einem logischen Folgeschritt. Die vorgestellten Analyseverfahren für die Beherrschung seismischer Risiken lassen sich somit effektiv einsetzen. Durch kontinuierliche Datenaktualisierung und das sehr schnelle Rechenverfahren steht Entscheidungsträgern ein Weg zur Abschätzung der Wirksamkeit unterschiedlicher Maßnahmenszenarien zur Verfügung. Die Möglichkeit, Realtime-Szenarien für die wahrscheinliche Auswirkung eines Erdbebens durchzuspielen, kann für eine Entscheidungsfindung während der ersten Stunden nach dem Eintreten eines Erdbebenereignisses sehr hilfreich sein.

In this Ph.D thesis two methods for the vulnerability assessment of built-up area have been proposed: a macroseismic model, to be used with macroseismic intensity hazard maps, and a mechanical based model, to be applied when the hazard is provided in terms of peak ground accelerations and spectral values. The thesis illustrates the theoretical bases and provides the defining parameters of the two proposed methods for different masonry and reinforced concrete building typologies. The implementation of the two proposed methods for the estimation of the expected economic losses and of the consequences to people and to buildings, in terms of distributions or fragility curves, is, moreover, illustrated. The methods can be employed either with properly surveyed data or with statistical existent data of different origin and quality. A different uncertainty characterises the vulnerability assessment and the consequent damage evaluation depending on the quantity and on the quality of the data available for the analysis. Thanks to the clear analytical definition of the proposed methods, they can be easily implemented in a GIS environment: there, crossing the hazard and the vulnerability analyses, the evaluation of damage scenarios becomes an obvious following step. The use of the proposed seismic risk analysis procedures for risk management purposes becomes, therefore, very effective. The possibility of a constant updating of data and the rather fast computational process, allows decision makers to construct simply different scenarios testing the effectiveness of different set of mitigation strategies. The opportunity to draw real time scenarios of the likely impact of an earthquake can be useful to make risk decisions during the first hours following the event.

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Giovinazzi, Sonia: The Vulnerability Assessment and the Damage Scenario in Seismic Risk Analysis. 2005.

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