2018-06-18日本大阪6.1级地震破坏力分析
致谢和声明
感谢日本“National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience”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。
本分析由程庆乐,孙楚津,顾栋炼等研究生完成。
一、地震情况简介
北京时间2018年6月18日6点58分,在日本大阪发生6.1级地震(原来报5.9级,后来修正到6.1级),震中位于北纬34.80度,东经135.60度。震源深度10-13km(感谢东京大学苏迪博士提供信息)。
二、强震记录及分析
2018-06-18日本大阪6.1级地震地震获得了大量地震动信息,其中超过200gal的地震记录有9条,典型地震记录OSK002记录分析如下:
OSK002台站位置为北纬34.8573度,东经135.5958度,震中距6km。记录到水平向地震动峰值加速度为794.238 cm/s2,竖直向地震动峰值加速度为237.714 cm/s2(图1)。该地震动与我国设计反应谱对比如图2所示。
(a)EW
(b)NS
(c)UD
图1 OSK002台站地面运动记录
图2 OSK002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) 对典型单层砌体结构破坏作用
选取纪晓东等开展的振动台试验模型,输入OSK002地震动,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3 典型单层砌体结构破坏作用
(2) 对典型五层砌体结构破坏作用
选取朱伯龙等开展的足尺砌体结构试验,输入OSK002地震动,分析结果表明该结构将处于严重破坏状态。(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4 典型多层砌体结构破坏作用
(3) 对典型多层框架结构破坏作用
将OSK002台站记录输入平面布置如图5(a)所示的6度、7度和8度设防的典型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。
(a)平面布置示意图(b) 层间位移角包络图
图5典型多层钢筋混凝土框架结构
(4) 对典型超高层结构破坏作用
将OSK002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.
将OSK002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6典型超高层结构1
图7典型超高层结构2
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,采用城市抗震弹塑性分析方法,将OSK002台站的地面运动分别输入北京地区典型城市建筑群,得到考虑建筑承载力参数不确定性后的破坏状态如图8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8 OSK002台站地震动记录对北京地区典型城市建筑群的破坏力
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。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9所示,清华校园典型建筑预测破坏状态如表1所示。
图9 OSK002台站地震动记录对清华大学校园的破坏力
表1 清华校园典型建筑预测破坏状态
程庆乐
孙楚津
顾栋炼
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