新功能测试：基于推测地面运动记录分析墨江县5.9级震中破坏力

致谢和声明：

       感谢中国地震台网中心为本研究提供数据支持。针对墨江地震未能获得震中附近地面运动的问题，开发了预测算法，得到震中附近地面运动记录，对单体建筑、区域建筑的破坏情况进行了分析。本功能目前属于测试阶段，希望现场工作专家提供信息帮助我们完善、改进。

一、地震情况简介

       根据中国地震台网测定，北京时间2018年9月8日10时31分，云南普洱市墨江县发生5.9级地震，震中位于北纬23.28°，东经101.53°，震源深度11千米。

图1 本次地震震中位置

二、强震记录及分析

        20180908云南普洱市墨江县5.9级地震获得了39条地震动，由于最近的台站也有40km，可能低估损失。因此基于已知地面运动记录，开发了预测算法，外推得到了震中附近的地面运动记录，如图2，图3所示。

图2 推测地面运动记录

图3 推测地面运动记录反应谱

三、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

       将推测记录输入立面布置如图4 (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4 (b)所示。

图4 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）

       将推测地面运动记录输入立面布置如图5 (a)所示的6度、7度和8度设防的典型三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6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，输入推测地面运动，分析结果表明该结构将处于中度破坏状态。（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6 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7所示朱伯龙等开展的五层简易砌体结构足尺试验模型，输入推测地面运动，分析结果表明该结构将处于完好状态。（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7 五层简易砌体结构布置

模型3：四层设防砌体结构

       选取图8 (a)所示许浒等提出的四层设防砌体模型，输入推测地面运动，得到其门洞墙和窗洞墙层间位移角包络如图10 (b)所示。（许浒等，砌体结构在地震下的非线性计算模型，四川建筑科学研究，2011(06): 170-175.）

图8 典型多层砌体结构

(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，输入推测地面运动，分析结果表明该桥梁将处于完好状态。

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，输入推测地面运动，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

四、地震动对典型城市区域破坏能力分析

       根据本课题组之前数据积累，将推测得到的地面运动分别输入云南普洱地区典型城市、乡镇和典型农村，得到考虑建筑承载力参数不确定性后的破坏状态如图11-图13所示。图中每类结构有三列，分别为结构抗力取中位值和加减一倍标准差的预测结果。（说明：由于每个结构的实际抗震能力都是有一定不确定性的，所以我们在新版的程序当中加入了对结构抗力不确定性的考虑）。

图11 推测地震动记录对云南普洱地区典型城市的破坏力

 图12 推测地震动记录对云南普洱地区典型乡镇的破坏力

图13 推测地震动记录对云南普洱地区典型农村的破坏力

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14为根据20180908云南普洱市墨江5.9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。震中附近结果为推测地面运动计算结果。在电脑上点击“阅读原文”或打开以下链接可以查看网页版地震力分布图。

http://www.luxinzheng.net/software/2018-09-08Mojiang.html

图14 20180908云南普洱市墨江5.9级地震不同台站地震记录破坏力分布图