泸定6.8级地震的典型结构震害数值模拟分析
发布时间: 2022-09-14 点击数量:605戴君武 柏文 刘荣恒 刘效瑞
2022年9月5日12时52分,四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震,我所强震动观测中心在震后共收集处理距震中100公里范围内强震动记录110组。其中PGV大于10cm/s的数据14组,PGV大于20cm/s的数据6组,基本信息见下表1。本次地震的卓越频率范围较宽,不同台站区别较大,如SC.W3509台站记录到的地震动卓越频率在5Hz左右,SC.T2313台站记录到的地震动卓越频率在2.5Hz左右,SC.T2302台站记录到的地震动在1Hz左右有明显的峰值,且其在0.1-1.2Hz范围内均具有比较丰富的频率成分。
和历史地震相比,本次地震记录到的地震动PGV/PGA明显偏大。2008年汶川8.0级地震卧龙台站记录到的地震动PGA为957.7cm/s2,PGV为51.7cm/s。2019年四川宜宾长宁地震珙县中学台站记录到的地震动PGA为600cm/s2,PGV为12.6cm/s。本次地震,记录到的最大地面加速度峰值PGA为644.4cm/s2,PGV高达49.7cm/s,与汶川地震卧龙台站记录到的PGV值十分接近,可见此次地震的破坏能量之大。
为评估结构在此次地震动的破坏水平,选取了实际记录到的仪器烈度对应的5组强震记录,开展了针对当地抗震设防烈度为8度0.2g的5栋典型钢筋混凝土结构房屋的非线性动力响应时程分析。5栋结构包括1栋框架、2栋框剪及2栋剪力墙,结构基本周期从小到大分别是0.47s,0.78s,0.84s,1.5s和2.5s。分析主要给出了对结构安全和建筑内人员体感影响明显的层间相对位移和楼层加速度响应结果。表2为选取的地震动记录相关信息。图1为选取的5栋结构的有限元模型示意图,图2至图6为五栋结构的初步分析结果。
(1)地震发生区域的抗震设防烈度较高,按照抗震规范设计的建筑在此次地震中表现较好,康定市、泸定县城等抗震设防烈度高的城镇建筑基本完好。
(2)目前通过不同渠道搜集到的建筑震害大部分为未经抗震设计或设计不达标的老旧房屋。详细客观的建筑震害信息有赖于现场科学考察后进一步补充。
(3)本次地震记录到的地震动卓越频率范围普遍较宽,PGV/PGA较大,对结构的破坏力较强,造成了震中区磨西镇的房屋破坏严重。
(4)结构的实有抗震性能表现要好于上述有限元分析给出的结果。按照所选取典型模型的有限元分析结果,仪器烈度记录结果为8度和9度的区域很多房屋应该会出现中等或严重破坏,但现场实际表现似乎好于有限元分析结果。