3月28日缅甸7.9级地震发生后,距离震中约1000公里的泰国曼谷也损失惨重。除了一栋31层的超高层建筑倒塌外,至少有30余栋公寓报告受损(图1)。虽然汶川地震中,远离震中的西安也出现了烈度异常区,但是其震损程度比起这次的曼谷是远远不及了。
图1 泰国网民统计的受损公寓清单
由此不禁引发我们的好奇:这种祸及千里之外的现象,到底是偶然现象还是有着什么必然的内在原因?
于是我们就又做了一些文献调研。
早在2000年,泰国的Pennung Warnitchai教授等就曾发表论文,研究远距离地震对曼谷的影响。
图2 曼谷周围历史地震分布(底图来自Warnitchai教授论文,红色五角星为本次缅甸7.9级地震震中)
根据他们的研究成果,曼谷虽然距离地震活跃区比较远,但是曼谷独特的场地效应使得自振周期在1s左右的建筑物仍然可能受到较强的地震作用。作者的结论是:The seismic hazard assessment presented in this paper indicates that Bangkok, though located at a remote distance from seismic sources, is still at risk of strong earthquake ground motions. The risk is essentially caused by three major factors: the ability of regional seismic sources to generate large earthquakes, the low attenuation rate of ground motions in this region, and the ability of thick unconsolidated surficial deposits in Bangkok to considerably amplify earthquake ground motions. The predicted strong earthquake ground motions could cause extensive building destruction and considerable loss of life in Bangkok. 本文的地震危险性评估表明,曼谷虽远离震源区,仍面临强烈地震动的威胁。该风险主要源于三大因素:区域震源产生大地震的能力、本地地震动衰减率较低,以及曼谷深厚松散表层沉积对地震动的显著放大效应。预测的强烈地震动可能导致曼谷建筑物大面积损毁及重大人员伤亡。
图3 Warnitchai教授等估算的曼谷地区不同超越概率的地震反应谱
好了,科学家早在2000年就已经指出了曼谷的地震风险,那政府执行层面采纳了吗?于是我又去查了泰国的抗震设计规程。
图4 2018版泰国抗震设计规程
一查发现泰国管理部门还真听劝,在设计标准里面,针对曼谷的特殊情况,对曼谷的建筑制定了特殊的抗震设计要求,具体而言,就是将曼谷附近分为10个小区,给出了特殊的抗震设计反应谱。
图5 泰国方面将曼谷地区分成10个小区,分别给定了设计反应谱
以曼谷市中心地区(5区)为例,其设计反应谱如下所示
图6 泰国曼谷5区和中国7度设防地震反应谱对比
可以看出,泰国学习了美国ASCE-7的思路,给出了多个频段的反应谱值,相比起中国规范单调下降的反应谱曲线,可以比较灵活地刻画曼谷这种特殊的地震反应谱特征。
随后我又继续看了一下泰国的抗震设计规程,发现规程中对板柱结构(或称无梁楼盖结构)制定了非常详细的规定,用了差不多6页篇幅来说明板柱结构的计算和构造规定。计算公式总体上看和美国ACI-318规范体系相近,也有泰国自己的特色。
图7 泰国抗震规程中对板柱结构的构造规定配图
在这本规范中,我还发现泰国还专门对板柱结构的抗连续倒塌问题做了设计要求。根据北京工业大学李易教授考证,该公式估计来源于美国国防部连续倒塌设计规程,只是对公式的参数做了一些微调。
图8 泰国抗震规程中对板柱结构的抗连续倒塌的设计规定
由以上调研可以初步得到以下三点小结:
1 曼谷遭受远场强震打击并非偶然现象,而是由曼谷当地特殊的地质条件决定的,泰国的专家也早已充分认识到了这个问题。
2 泰国的抗震设计规程也针对曼谷的特殊地质条件和地震风险,给出了专门的设计规定,并吸收了美国、墨西哥等国家抗震设防的最新经验,用多周期反应谱曲线来替换不适用的单调下降曲线。
3 泰国的抗震规程对板柱结构给出了详细的构造规定,包括板柱结构的防连续倒塌设计。
最后,感谢AI技术为我们提供的多语种翻译服务。