20190221日本北海道地区5.5级地震破坏力分析

致谢和声明

        感谢日本K-Net为本研究提供数据支持。本分析仅供科研使用，具体灾情和灾损分析应根据现场调查情况确定。

一、地震情况简介

        据中国地震台网正式测定，北京时间2月21日20时22分（当地时间2月21日21时22分）在日本北海道地区发生5.5级地震，震源深度40千米，震中位于北纬42.87度，东经142.02度。

二、强震记录及分析

20190221日本北海道地震获得了61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：

HKD126台站位置为北纬42.575度，东经141.928度(图1)，记录到水平向地震动峰值加速度为329.102 cm/s2，竖直向地震动峰值加速度为67.151cm/s2。该地震动与我国设计反应谱对比如图2、图3所示。

图1 HKD126台站位置

(a) EW

(b) NS

(c) UD

图2 HKD126台站地面运动记录

图3 HKD126台站记录反应谱

三、地震动对典型城市区域破坏能力分析

        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4(a)(b)为根据20190221日本北海道地区5.5级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(c)为根据20190221日本北海道地区5.5级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。分析区域建筑参考北京地区。

图4 (a) 20190221日本北海道地区5.5级地震不同台站地震记录破坏力分布图

（建筑抗震承载力取均值，局部详图）

图4 (b) 20190221日本北海道地区5.5级地震不同台站地震记录破坏力分布图

（建筑抗震承载力取均值，整体图）

图4 (c) 20190221日本北海道地区5.5级地震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）

四、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1：六层框架结构

将HKD126台站记录输入立面布置如图5 (a)所示的6度、7度和8度设防的典型六层钢筋混凝土框架结构，得到其层间位移角包络如图5 (b)所示。

图5 典型六层钢筋混凝土框架结构

模型2：三层框架结构（感谢中国建筑设计研究院王奇教授级高工提供模型）

将HKD126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6 典型三层钢筋混凝土框架结构

(3) 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HKD126台站记录，分析结果表明该结构将处于严重破坏状态。（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.）

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HKD126台站记录，分析结果表明该结构将处于中度破坏状态。（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.）

图8 五层简易砌体结构布置

(4) 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HKD126台站记录，分析结果表明该桥梁将处于中度破坏状态。

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HKD126台站记录，分析结果表明该桥梁将处于完好状态。

图10 某特大桥引桥模型

赵鹏举

郑哲