芦山7.0级强烈地震建筑结构震害调查

继2008年汶川8.0级特大地震后,2013年4月20日8点02分在四川省雅安市芦山县又发生了7.0级强烈地震,震源深度13公里,造成大量房屋严重破坏或倒塌.根据不同的结构类型、不同烈度区,文中对应急调查评估的603栋各类房屋结构进行了详细的统计归纳总结,得到了各类结构在不同烈度下的破坏比.在此基础上,主要对钢筋混凝土结构、砌体结构、砖木结构和木结构的震害特征进行了深入剖析,此外还对一栋大跨空间结构和一栋隔震结构的破坏特征进行了分析,最后针对各类结构在地震中尚存在的主要问题,提出了一些改进建议.     

芦山7.0级地震砌体结构的震害特征

四川芦山7.0级强烈地震影响区域内有大量的砌体结构房屋,既有未采取任何抗震构造措施的非约束砌体结构,也有设置了圈梁和构造柱的约束砌体结构.文中首先简要讨论了本次地震强震动特性,表明其高频成分丰富,反应谱中低频部分衰减较快,是刚性结构和柔性结构地震破坏表现差别较大的原因之一;继而论文重点以现场震害调查资料为基础,总结了不同烈度区、不同类型砌体结构的震害特征;高烈度区不同类型砌体结构的震害程度和破坏比对比表明,约束砌体结构的抗震性能明显优于非约束砌体结构.     

芦山地震农村房屋震害调查与分析

“4·20”芦山地震给灾区农村房屋造成严重破坏.本文根据实地调查,对灾区农房总体震害做了简要介绍,并重点对不同烈度区三种主要农房结构的震害现象进行了分类描述,对房屋损伤原因做了初步分析.震害调查表明:倒塌或严重破坏的农房绝大多数为原来的危旧房屋;汶川地震后新建的部分农房由于采取了一定抗震构造措施,在本次地震中表现较好;但总体上由于农村自建房尚未纳入国家监管体系,农房抗震防灾工作依然任重道远.     

芦山7.0级强烈地震砖混民居震害调查与分析

2013年4月20日四川省芦山县发生Ms7.0级强烈地震,造成了大量民居建筑的严重破坏甚至倒塌.本文通过对芦山地震中民居建筑的震害调查,系统总结了砖混民居这一量大面广建筑结构的破坏形式和损伤机制.汶川地震后的新建民居在抗震措施方面有较大幅度的提高,比如大多具有抗震构造措施、采用240mm承重墙等,因此整体震害较轻,但是新建居民在建设房屋时,抗震构造措施的布局有很大的随意性,具体表现在平面内布置不足和竖向分布不规则,导致整体约束效果下降,进而结构发生破坏.雅安地区多处于山坡软土地带、建筑物多临近河流,同时民居建筑的基坑开挖普遍较浅,处理不当,在地震过程中出现地基不均匀沉降,基础遭到破坏,并造成上部结构破坏.相比之下,地基得到妥善处理、严格按照抗震规范设计的民居,震害十分轻微.本文建议继续增强对居民的防震减灾宣传,普及民居抗震构造知识,进行民居的实用抗震措施和地基处理方法的研究,并针对各类民居震害情况,研究有效、经济和快速的加固改造技术.     

芦山7.O级地震中钢筋混凝土框架结构震害分析

2013年4月20日四川芦山7.0级地震给震区建筑结构造成了严重破坏.本文选择不同烈度区典型震害的钢筋混凝土框架结构,介绍了结构梁柱、填充墙、其他附属构件及地基等的破坏特点,分析了各类震害特征与破坏机理.结果显示,钢筋混凝土框架结构在本次地震中表现出了良好的抗震性能,除了极震区个别建筑框架柱发生了结构性破坏外,地震区绝大部分均为非结构性破坏,如填充墙及其他附属构件破坏,且大部分破坏不影响结构框架承重体系继续使用.最后针对该次地震中钢筋混凝土框架结构存在的主要问题,给出了一些钢筋混凝土框架结构设计与建设改进建议.     

芦山地震中校舍建筑的震害特点与分析

本文对芦山地震中的校舍建筑震害进行调查和分析.调查发现,汶川地震后重建的框架结构,由于按照新的抗震规范进行设防,大多数没有出现结构性损伤,震害集中在填充墙等非结构构件上.建于汶川地震前的框架结构,当不符合规范的强制条文时,破坏严重,特别是单跨框架,个别发生首层柱端破坏.砖混结构校舍中的宿舍楼,由于开间小,横墙多,多设置了构造措施,虽有结构破坏,但均可修复.砖混结构教学楼采用砖墙-框架柱混合承重的结构体系,大多在汶川地震后得到加固,未加固的教学楼有严重的结构破坏,而加固后的校舍建筑则表现较好,但是这些结构体系多采用预制空心板,整体性较差,已经被规范禁止用于校舍建筑.场地对结构震害有重要的影响,密实的持力层、妥善的地基处理和整体性好的基础形式,可以大幅度减轻结构的震害.本文建议:应加强校舍建筑基于性能设计的研究,进一步明确其设防目标;研究填充墙与框架的相互作用,设计新型的填充墙体系以实现校舍建筑在不同地震水平下的功能要求.     

钢框架结构典型震害的计算机模拟研究

为模拟钢框架结构的典型震害,本文基于ANSYS软件建立了钢框架结构简化模型。该模型可以考虑楼板对钢框架结构整体性能的影响,并且进一步考虑了楼板与钢梁之间的滑移、节点域变形,以及梁柱节点焊缝的断裂等因素。应用本文建立的钢框架结构模型对北岭地震中Blue Cross大厦的震害进行了模拟,与实际震害对比的结果表明,该模型能够比较精确地模拟地震作用下钢框架结构的响应。钢框架结构模型对节点焊缝断裂的钢框架结构震害研究有着重要的意义。     

芦山地震楼梯间震害调查及思考

楼梯间作为地震中人员疏散和救援通道,其抗震设计应引起足够的重视.我国2010年实行的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中加强了结构中楼梯间的设计要求,结合该规范的实施,本文总结了芦山地震中各类结构中楼梯间的震害现象.通过对梯板、楼梯间墙体、与楼梯间相连的主体结构等位置的震害分析,指出了规范中关于楼梯间新增条文的必要性;提出了一些抗震设计建议,为规范修订和工程设计提供参考.     

High-resolution seismic tomography of the upper crust in the source region of the April 20, 2013 Lushan earthquake and its seismotectonic implications

Both P- and S-wave arrivals were collected for imaging upper crustal structures in the source region of the April 20, 2013 Lushan earthquake. High-resolution, three- dimensional P and S velocity models were constructed by travel-time tomography. Moreover, more than 3700 after- shocks of the Lushan earthquake were relocated via a grid search method. The P- and S-wave velocity images of the upper crust show largely similar characters, with high and low velocity anomalies, which mark the presence of sig- nificant lateral and vertical heterogeneity at the source region of the Lushan earthquake. The characteristics of the velocity anomalies also reflect the associated surface geo- logical tectonics in this region. The distributions of high velocity anomalies of both P- and S-waves to 18 km depth are consistent with the distributions of relocated after- shocks, suggesting that most of the ruptures were localized inside the high velocity region. In contrast, low P and S velocities were found in the surrounding regions without aftershocks, especially in the region to the northeast of the Lushan earthquake. For the relocated aftershocks of the Lushan earthquake from this study, we found that mostaftershocks were concentrated in a zone of about 40 km long and 20 km wide, and were located in the hanging wall of Dayi-Mingshan fault. The focal depths of aftershocks increase from the southeast to the northwest region in the direction perpendicular to the fault strike, suggesting that the fault ruptured at an approximate dip angle of 45°. The main depths of the aftershocks in the northwest of the main shock are significantly shallower than expected, revealing the different seismogenic conditions in the source region.     

汶川8.0级地震绵竹市桥梁震害分析

汶川8.0级地震中桥梁破坏严重,根据现场调查资料对绵竹市公路桥梁的震害进行了分析。首先介绍了绵竹市地质地貌、烈度分布与桥梁的概况,然后对绵竹市桥梁震害进行统计和分析,介绍了几个典型的桥梁震害,最后给出结论和建议。     

深反射剖面揭示的芦山7.0级地震发震构造

芦山地震发生在龙门山断裂带前缘.关于芦山地震的发震断层,有的认为是前山断裂——双石—大川断裂,有的认为是山前断裂——大邑断裂拟或其他隐伏断裂,发震断裂究竟是哪条断裂以及芦山地震是不是汶川地震的余震?目前仍存在较大争议.震后穿过芦山地震区完成了一条长近40km的深地震反射剖面,以确定芦山地震的发震构造.反射剖面显示浅部褶皱和断裂构造发育,在上地壳存在6条逆冲断裂,下地壳存在一条非常明显的变形转换带,在深度16km左右还存在一个滑脱层,浅部的6条断裂最终都归并到该滑脱层上.参考主余震精定位结果,芦山地震的发震断裂应该是位于双石—大川断裂和大邑断裂之间的隐伏断裂F4,F2和F3断裂受控于发震断裂而活动,形成剖面上"Y"字型余震分布现象.隐伏断裂F4属山前断裂,不是前山断裂,因此芦山地震不是汶川地震的余震.     

唐山地震桥梁震害回顾

对唐山桥梁震害加以回顾分析,并参照国内外地震有关桥梁的震害规律,为今后灾区破坏桥梁的修复和重建工作提供一些参考。     

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震介绍

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震发生在龙门山断裂带南段,震源机制解为逆冲型.震后3天震区已发生3000多次余震,其中M5级余震4次,最大余震是4月21日17时05分芦山、邛崃交界M5.4级地震,余震区长轴约45 km,短轴约20 km.芦山M7.0级地震与2008年5月12日汶川M8.0级地震均位于龙门山断裂带,但汶川地震发生在该断裂带中-北段,两个地震的余震区存在约45 km的间隔,芦山M7.0级地震不是汶川地震的余震,但两者密切相关.     

有关钢结构地震作用的讨论

简要介绍了6本国内标准(TJ11-74、TJ11-78、GB J11-89、GB50011-2001、JG J99-98、CECS160:2004)有关钢结构地震作用的计算方法,包括荷载组合方法和底部剪力法。通过归一化后的结果比较,评价了各本标准地震作用的大小。分析表明,除JG J99-98和GB50011-2001 2本标准由于考虑钢结构的阻尼比为0.02或0.035后,其地震作用有显著增大外,其它4本标准的地震作用处于接近的水平。考虑到钢筋混凝土和砖石结构等的地震作用水平在新旧抗震规范中并无多大变化,过分提高抗震性能较优的钢结构的地震作用水平显然是不合理的。     

2013年4月20日四川芦山7.0级地震震源破裂特征

2013年4月20日四川芦山发生7.0级地震.本文运用反投影远震P波的方法研究了中心频率为1 Hz的芦山地震震源破裂特征.研究结果显示2013年芦山7.0级地震破裂长度约为20 km,震源破裂时间约为26 s.本文认为在芦山地震的开始阶段(0~4 s)震源的破裂是向震中位置两侧进行的.而芦山地震破裂的第二阶段(5~26 s)是单侧破裂.芦山地震最大能量释放区域位于震中以北.本文对比了运用相同方法研究的发生在同一断裂带上的2008年汶川地震震源破裂特征.发现2013年芦山地震和2008年汶川地震有三点相似之处,即,破裂主要沿北东走向的龙门山断裂带发展;最大能量释放区域没有位于震中;能量都是通过多次子事件来释放的,且第二次能量释放是最大能量释放.对比两次地震破裂区域,可以看出芦山地震的破裂区域是在2008年汶川地震破裂区域的西南端发展的.两次地震的破裂区域占了整个龙门山断裂带的三分之二.     

Field survey around strong motion stations and its implications on the seismic intensity in the Lushan earthquake on April 20, 2013

The Ms7.0 Lushan earthquake on April 20, 2013 is another destructive event in China since the Ms8.0 Wenchuan earthquake in 2008 and Ms7.1 Yushu earth- quake in 2010. A large number of strong motion recordings were accumulated by the National Strong Motion Obser- vation Network System of China. The maximum peak ground acceleration （PGA） at Station 51BXD in Baoxing Country is recorded as -1,005.3 cm/s2, which is even larger than the maximum one in the Wenchuan earthquake. A field survey around three typical strong motion stations confirms that the earthquake damage is consistent with the issued map of macroseismic intensity. For the oscillation period 0.3-1.0 s which is the common natural period range of the Chinese civil building, a comparison shows that the observed response spectrums are considerably smaller than the designed values in the Chinese code and this could be one of the reasons that the macroseismic intensity is lower than what we expected despite the high amplitude of PGAs. The Housner spectral intensities from 16 stations are also basically correlated with their macroseismic intensities, and the empirical distribution of spectral intensities from Lushan and Wenchuan Earthquakes under the Chinese scale is almost identical with those under the European scale.     

Preliminary results of strong ground motion simulation for the Lushan earthquake of 20 April 2013, China

The earthquake occurred in Lushan County on 20 April, 2013 caused heavy casualty and economic loss. In order to understand how the seismic energy propagates during this earthquake and how it causes the seismic haz- ard, we simulated the strong ground motions from a rep- resentative kinematic source model by Zhang et al. （Chin J Geophys 56（4）：1408-1411, 2013） for this earthquake. To include the topographic effects, we used the curved grids finite difference method by Zhang and Chen （Geophys J Int 167（1）：337-353, 2006）, Zhang et al. （Geophys J Int 190（1）：358-378, 2012） to implement the simulations. Our results indicated that the majority of seismic energy con- centrated in the epicentral area and the vicinal Sichuan Basin, causing the XI and VII degree intensity. Due to the strong topographic effects of the mountain, the seismic intensity in the border area across the northeastern of Boxing County to the Lushan County also reached IX degree. Moreover, the strong influence of topography caused the amplifications of ground shaking at the moun- tain ridge, which is easy to cause landslides. These results are quite similar to those observed in the Wenchuan earthquake of 2008 occurred also in a strong topographic mountain area.     

2013年四川芦山7.0级地震烈度遥感评估

2013年4月20日四川芦山MS7.0级地震发生后,在灾区应急获取了多种高分辨率航空和无人机遥感影像,并快速解译提取了灾区建筑物震害信息.采用地震烈度遥感定量评估方法,利用2008年汶川8.0级地震等震后震害遥感解译和现场调查研究确定的经验震害遥感定量评估模型,获得了芦山地震灾区126个主要居民点的地震烈度遥感评估结果,并据此圈画了地震烈度分布遥感评估图.结果显示,本次地震Ⅸ度区面积约150km2,Ⅷ度区面积约900km2.该结果在第一时间(4月21日晚)提供给了中国地震局地震现场应急指挥部.对比分析显示,地震烈度遥感快速评估结果与中国地震局4月25日公布的地震烈度图,以及与笔者在现场实地进行的建筑物震害详细调查结果基础上评定的地震烈度具有较高的一致性.表明强烈地震发生后,借助于快速获取的灾区高分辨率遥感影像,可以快速估计地震烈度分布,对地震灾区灾情估计和抗震救灾工作具有十分重要的参考意义.     

从反射地震剖面中认识芦山地区的地壳精细结构和构造

采用深地震反射剖面探测,结合地表地质信息,本文对芦山地区的地壳结构、深浅构造和隐伏活动断裂进行了分析.研究结果表明：该区上地壳结构特征清晰,深度约为15 km左右;区内断裂由于受青藏高原向东南方向的推挤和坚硬的四川盆地阻挡的联合作用均属逆冲断裂,其中双石-大川断裂以低角度向深部延伸,主要表现为纯逆冲的运动学性质,并与周边小断裂共同组成叠瓦状断层构造.而广元-大邑断裂为上陡下缓式逆冲断裂,与其六条分支断裂共同组成了“正花状”构造,断裂活动是以逆冲为主,并伴随着小的水平滑动,是一条斜向逆冲的断裂.在芦山地震发震断裂的2 km范围内推测存在一陡一缓两条断裂,并根据三者形态推测其在18 km或以上收敛到一起并向深部延伸,从而使它们在芦山地震中被同时激活.研究结果揭示了研究区近地表活动断裂和地壳深部构造之间的关系,为进一步研究龙门山断裂带的深部构造环境、深浅构造关系以及断裂的活动性提供了有利的依据.     

2022年云南宁蒗MS 5.5地震房屋震害特征与烈度评定

根据2022年云南宁蒗M_S 5.5地震现场调查情况,详细描述本次地震的烈度分布情况和房屋震害特征,计算各烈度区内各类房屋结构的平均震害指数和破坏比,与2012年宁蒗—盐源M_S 5.7地震和历史地震震害统计规律进行对比,结果表明： ①本次地震最大烈度为Ⅶ度,长轴呈NW向,与地震构造背景、震源机制解、余震序列分布和震例统计规律等科技支撑成果吻合较好; ②本次地震中房屋震害较轻,主要得益于脱贫攻坚、农村危房改造和抗震改造等项目的实施,震区房屋结构的整体抗震性能加强。