20180904新疆喀什地区伽师县5.5级地震破坏力分析

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。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

北京时间2018年9月4日05点52分，新疆喀什地区伽师县发生5.5级地震，震中位于北纬39.51°，东经76.98°，震源深度8千米。

二、强震记录及分析

新疆喀什地区伽师县4.6级地震获得了29条地震动，典型地震记录分析如下：

65WLG台站位置为北纬39.23度，东经76.77度(图1)，记录到水平向地震动峰值加速度为105.94 cm/s2，竖直向地震动峰值加速度为30.92 cm/s2。该地震动与我国设计反应谱对比如图2、图3所示。

图1 65WLG台站位置

(a) EW

(b) NS

(c) UD

图2 65WLG台站地面运动记录

图3 65WLG台站记录反应谱

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65WLG台站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65WLG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) 对典型超高层结构破坏作用

模型1

将65WLG台站记录输入图6 (a)所示某典型超高层结构1，得到其层间位移角包络如图6 (b)所示。

图6 典型超高层结构1

模型2

将65WLG台站记录输入图7 (a)所示某典型超高层结构2，得到其层间位移角包络如图7 (b)所示。

图7 典型超高层结构2

(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8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65WLG台站记录，分析结果表明该结构将处于轻微破坏状态。（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8 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9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65WLG台站记录，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9 五层简易砌体结构布置

模型3：四层设防砌体结构

选取图10 (a)所示许浒等提出的四层设防砌体模型，输入65WLG台站记录，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.）

(a) 平面布置和模型示意图

(b) 层间位移角包络图

图10 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11所示某80年代公路桥梁模型，输入65WLG台站记录，分析结果表明该桥梁将处于完好状态。

图11 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12所示某特大桥引桥模型，输入65WLG台站记录，分析结果表明该桥梁将处于完好状态。

图12 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65WLG台站的地面运动分别输入新疆喀什地区典型城市、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13-图15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13 65WLG台站地震动记录对新疆喀什地区典型城市的破坏力

图14 65WLG台站地震动记录对新疆喀什地区典型乡镇的破坏力

图15 65WLG台站地震动记录对新疆喀什地区典型农村的破坏力

为了比较不同地震动对区域的破坏力，这里将地震动输入到清华校园619栋建筑中，其结构类型和建筑功能统计如图16所示。计算得到考虑承载力参数不确定性后建筑的破坏状态如图17所示，详细破坏状态比例如表4所示，清华校园典型建筑预测破坏状态如表5所示。

图16 清华校园建筑

图17 65WLG台站地震动记录对清华大学校园的破坏力

表5 清华校园典型建筑预测破坏状态

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18为根据20180904新疆喀什地区伽师县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18 20180904新疆喀什地区伽师县5.5级地震不同台站地震记录破坏力分布图