泸定地震破坏力分析！地震区划图的这些基本概念你知道吗？

协力得抗震支架
2022-09-07
中国地震台网正式测定：09月05日12时52分在四川甘孜州泸定县（北纬29.59度，东经102.08度）发生6.8级地震，震源深度16千米。接报后，国务院抗震救灾指挥部办公室、应急管理部立即启动国家地震应急三级响应，国家减灾委、应急管理部启动国家Ⅳ级救灾应急响应。
四川省甘孜州泸定县6.8级地震已造成重大人员伤亡。为贯彻落实习近平总书记关于抗震救灾工作的重要指示精神和李克强总理等中央领导同志批示要求，受中央领导同志委派，国务院抗震救灾指挥部副指挥长、应急管理部部长王祥喜连夜率由中央宣传部、工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家卫生健康委员会、应急管理部等部门组成的国务院抗震救灾指挥部工作组，赴震区指导支持四川抗震救灾工作。鉴于灾情严重，国务院抗震救灾指挥部办公室、应急管理部将国家地震应急响应级别提升至二级。国家减灾委、应急管理部将国家救灾应急响应级别提升至Ⅲ级。
地震发生之后，中国地震台网中心组织专家对四川甘孜州泸定县附近地震活动进行研究分析。据中国地震台网中心研究院蒋海昆介绍，从本次地震活动情况来看，余震总体偏弱，发生更大地震的可能性不大，但是余震活动还会持续一段时间，需要密切关注。


据央视新闻报道，四川泸定发生6.8级地震，截至9月6日7时，甘孜州报告37人遇难、失联12人，已收治伤员170人，其中重伤56人。雅安石棉县共接报28人遇难，78人受伤，受伤人员均已送往医院救治，其中，危重5人，重伤12人、轻伤61人。
截至目前，此次地震共造成65人遇难。

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9月5日 甘孜泸定6.8级地震破坏力分析


01 地震情况简介
中国地震台网正式测定：09月05日12时52分在四川甘孜州泸定县（北纬29.59度，东经102.08度）发生6.8级地震，震源深度16千米。
02 强震记录及分析
      2022年9月5日四川甘孜泸定6.8级地震获得了29组地震动，由于地震动没有完全收集，可能还有更强的记录。典型地震记录分析如下：
SC.T2271典型台站位置北纬29.85度，东经102.67度，记录到水平向地震动峰值加速度为891cm/s/s，竖直向地震动峰值加速度为175cm/s/s。
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(a) EW
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(b) NS
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(c) UD
图1 典型台站地面运动记录
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图2   典型台站典型记录反应谱
03 地震动对典型城市区域破坏能力分析

根据中国地震学会标准《基于强震动记录的地震破坏力评估T/SSC 1—2021》（参阅新标准发布 ：基于强震动记录的地震破坏力评估），利用密布强震台网在震后获取的实时地震动信息，再结合城市抗震弹塑性分析，就可以得到地震发生后不同地点的建筑破坏情况，为抗震救灾决策提供科学支撑。图3为根据本次地震震中附近范围内台站记录分析得到的建筑震害分布示意图。图4为根据本次地震震中附近范围内台站记录分析得到的人员加速度感受分布示意图。
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图3 不同台站地震记录破坏力分布图
（建筑抗震承载力取均值加一倍方差）
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图4 不同台站地震记录人员加速度感受分布图
（建筑抗震承载力取均值加一倍方差）
04 台站附近地震滑坡分析

根据当地地形数据、岩性数据和实测地面运动记录，可以计算得到不同滑坡体饱和比例下的滑坡分布，如图5所示。其中，底图为当地坡度分布图，每个圆圈代表每个台站的计算结果，圆圈中的数字代表发生滑坡的临界坡度，台站附近坡度大于该数值的地方滑坡发生概率高。
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(a)滑坡体饱和比例为 0%
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(b)滑坡体饱和比例为50%
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(c)滑坡体饱和比例为 90%
图5 不同台站附近地震滑坡分布
05 地震动对典型单体结构破坏能力分析
(1) 对典型多层框架结构破坏作用
模型1：三层框架结构（感谢中国建筑设计研究院王奇教授级高工提供模型）
       将典型台站记录输入立面布置如图6(a)所示的6度、7度和8度设防的典型三层钢筋混凝土框架结构，得到其层间位移角包络如图6(b)所示。图片
(a)立面布置示意图
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         (b)层间位移角
图6 典型三层钢筋混凝土框架结构
(2) 对典型砌体结构破坏作用
模型1：单层未设防砌体结构
       选取图7所示纪晓东等开展的单层未设防砌体结构振动台试验模型，输入典型台站记录，分析结果表明该结构将处于毁坏状态。（纪晓东等，北京市既有农村住宅砖木结构加固前后振动台试验研究，建筑结构学报，2012,11,53-61.）
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图7 单层三开间农村住宅砖木结构振动台试验
模型2：五层简易砌体结构
       选取图8所示朱伯龙等开展的五层简易砌体结构足尺试验模型，输入典型台站记录，分析结果表明该结构将处于严重破坏状态。（朱伯龙等，上海五层砌块试验楼抗震能力分析，同济大学学报，1981,4,7-14.）
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(a)平面图
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(b)剖面图
图8 五层简易砌体结构布置
(3) 对典型桥梁破坏作用
模型1：某80年代公路桥梁（感谢福州大学谷音教授提供模型）
       选取图9所示某80年代公路桥梁模型，输入典型台站记录，分析结果表明该结构将处于严重破坏状态。
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图9 某80年代公路桥梁模型
模型2：某特大桥引桥（感谢福州大学谷音教授提供模型）
       选取图10所示某特大桥引桥模型，输入典型台站记录，分析结果表明该结构将处于中度破坏状态。
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图10 某特大桥引桥模型

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四川再次发生6.8级地震，地震区划图的基本概念你知道？


本次地震周边5公里内的村庄有坪上、杉树坪、半边街、青石板、马鞍腰、倒中桥，20公里内的乡镇有磨西镇、得妥镇、燕子沟镇。震中距泸定县39公里、距康定市47公里、距石棉县48公里、距汉源县62公里、距荥经县78公里，距甘孜藏族自治州52公里，距成都市226公里。

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建筑结构丨我国地震区划图的历史沿革



01 什么是地震区划图？
地震区划图又称为地震动参数区划图，其本质为地震危险性的长期预测，以图件的形式展示各地区间潜在地震危险性的差异。

02 地震区划图画的是什么？
地震区划图的绘图对象为全国各处的地震动参数，主要为地震动峰值加速度与地震动反应谱特征周期及相应的系数调整表。
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中国地震动峰值加速度区划图

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中国地震动反应谱特征周期区划图

03 地震区划图的作用是什么？
地震区划图的主要作用为利用地震动参数的区划分布告诉大家应当“怎样进行抗震设计”。

04地震区划图的相关概念
为了帮助大家更清晰地读懂第五代地震区划图，首先介绍如下几个基本概念：
烈度：烈度指地面及房屋等建筑物受到地震影响的破坏程度，是地震灾害最直接的反映。
地面峰值加速度：即地面震动的最大加速度，作为地震动主要参数之一，地面峰值加速度是影响烈度的最主要因素但不是唯一因素。

Ⅱ类场地地震动峰值加速度与地震烈度对照表
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超越概率：某处在给定时间范围内烈度或地震动参数达到或超过给定数值的概率。通常地震区划图中会计算特定年限某超越概率下的最大烈度或地震动参数来评估该处的地震灾害风险。
场地类型：场地类型为建筑物所处的场地条件，用以反映不同场地对基岩地震震动的综合放大效应，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。其中Ⅰ类分为Ⅰ0、Ⅰ1两个亚类。具体的分法可以参照《建筑抗震设计规范》4.1.6条规定。

场地类别划分表
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以上概念经常用于描述某处可能发生的地震灾害风险中，例如某处Ⅱ类场地50年超越概率10%的峰值加速度为0.05g即表明该处在50年内出现概率不小于10%的最大地面峰值加速度为0.05g。
相对应的，下面三个概念则更多的出现在某处所处的场地条件中，用于描述该处场地对地震作用的响应程度。
反应谱：给定地震动作用，作用在单质点结构时其最大反应（加速度，速度，位移）随质点结构自振周期变化的曲线。简单来说就是地震波对不同自振周期建筑物的影响程度，从反应谱中得到的最主要参数即为特征周期。
特征周期：反应谱曲线开始下降点所对应的周期值。即建筑物自振周期超过特征周期后建筑物对地震作用的响应开始减弱，建筑物自振周期较特征周期偏离越大其受到地震作用的影响也就越弱。
调整系数：相同的地震作用，作用在不同类型的场地时会产生不同的效果。以Ⅱ类场地为标准，相同的地震作用，作用在其它类型场地产生的效果（如地面峰值加速度等）与作用在Ⅱ类场地产生的效果的比值即为调整系数。

第五代地震区划图的主要内容可以概括为“两图两表”。其中两图分别为“中国地震动峰值加速度区划图”和“中国地震动反应谱特征周期区划图”；两表为“场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表”和“场地地震动峰值加速度调整系数表”。其中两图与两表一一对应。
05 中国地震动峰值加速度区划图
作为建筑物抗震设防的依据，地震动峰值加速度区划图是地震风险的长期预测中最重要的一项指标（图1）。地震动峰值加速度区划图是指Ⅱ类场地条件下，50年超越概率10%的峰值加速度区划。
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图1 中国地震动峰值加速度区划图

图1实际上描述未来50年内，全国各处Ⅱ类场地条件下，出现概率不小于10%的最大地面峰值加速度。其中红色越深的区域最大地面峰值加速度越大，地震灾害风险也相对较高，设防等级也应相应提升。具体地震动峰值加速度区划可见《中国地震动参数区划图 GB18306-2015》第121-127页表C.17。

06 场地地震动峰值加速度调整系数表
中国地震动峰值加速度区划图仅给出了Ⅱ类场地的地震动峰值加速度区划，而各处实际场地类型有所差异，因此需要场地地震动峰值加速度调整系数表来进行不同场地类型的峰值加速度转换。

表1 场地地震动峰值加速度调整系数表
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场地地震动峰值加速度调整系数表给出了不同场地类别的地面峰值加速度的对应关系，如Ⅱ类场地地面峰值加速度为0.10g时，对应Ⅳ类场地的地面峰值加速度即为0.10g*1.20=0.12g。

通过中国地震动峰值加速度区划图和场地地震动峰值加速度调整系数表即可得到不同场地类型的50年超越概率10%的峰值加速度区划。



07中国地震动反应谱特征周期区划图
当地震波经过地面或建筑物下方时，地面和建筑物受到周期性的外力作用发生受迫振动从而形成地面震动，房屋摇摆。地面或建筑物的自振周期与反应谱特征周期越接近，其振幅就越大。因此强调地震环境对反应谱形状控制的特征周期是抗震设防的重要地震动参数之一
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图2 中国地震动反应谱特征周期区划图

中国地震动反应谱特征周期区划图描述Ⅱ类场地条件下，全国各处的反应谱特征周期（图2）。与图1不同，图2中红色的深浅仅代表特征周期的长短而与振幅无关！红色越深的地方，反应谱特征周期越长，固有周期长的场地或建筑物就更容易受到破坏，反之亦然。具体地震动反应谱特诊周期区划可见《中国地震动参数区划图 GB18306-2015》第121-127页表C.17。

08场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表
与地震动峰值加速度区划图一样，中国地震动反应谱特征周期区划图仅给出了Ⅱ类场地区划，需要场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表来进行不同场地类型特征周期转换。
表2 场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表
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场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表给出了不同场地类别的加速度反应谱特征周期的对应关系，如某处Ⅱ类场地反应谱特征周期为0.35秒，对应的Ⅲ类场地的反应谱特征周期就是0.45秒。
结合中国地震动反应谱特征周期区划图和场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表即可得到全国不同位置，不同场地类型的反应谱特征周期。

来源：新华社，中国地震局，央视新闻，陆新征课题组，结构号角，建筑结构




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