楊健強 葉陽 盧永坤 劉紹昌 于江

摘要：根據(jù)云南省漾濞縣MS6.4地震現(xiàn)場調(diào)查資料，詳細闡述了本次地震的烈度分布和房屋震害，計算給出各烈度區(qū)各類房屋結(jié)構(gòu)的平均震害指數(shù)，并與《中國地震烈度表》和2014年云南魯?shù)?.5級、景谷6.6級地震進行了對比分析。結(jié)果表明：①漾濞地震災(zāi)區(qū)土木結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)房屋的震害現(xiàn)象較為明顯，磚混結(jié)構(gòu)房屋震害較輕，而磚木結(jié)構(gòu)房屋因數(shù)量較少，沒有調(diào)查到太多的震害現(xiàn)象;②各烈度區(qū)各類房屋平均震害指數(shù)與烈度對應(yīng)關(guān)系良好，表明本次地震烈度評定結(jié)果符合國家標準和云南地區(qū)地震烈度分布規(guī)律;③對比分析云南省兩次震級相近地震的各類房屋平均震害指數(shù)，發(fā)現(xiàn)本次地震房屋震害整體偏輕。

關(guān)鍵詞：漾濞MS6.4地震;房屋震害;烈度評定;平均震害指數(shù)

中圖分類號：P315.94?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1000-0666（2021）03-0439-07

0 引言

地震宏觀烈度是地震引起的地面震動及其影響的強弱程度，它既綜合反映了地震作用的大小，也體現(xiàn)了地震破壞的強弱程度?！吨袊卣鹆叶缺怼罚℅B/T 17742—2020）規(guī)定當烈度為Ⅵ～Ⅹ度時，評定宏觀烈度應(yīng)以房屋震害為主要評定依據(jù)。由于不同調(diào)查人員對同一震害的定性描述不一樣，使得震害結(jié)果的評定很難統(tǒng)一，胡聿賢等提出了以0.0～1.0的實數(shù)作為震害指數(shù)來定量描述結(jié)構(gòu)震害，并給出了平均震害指數(shù)計算方法，采用平均震害指數(shù)確定調(diào)查點的烈度（孫柏濤等，2019）。將烈度值相等的相鄰調(diào)查點連成的閉合曲線稱為烈度等值線。破壞性地震發(fā)生后，盡快完成地震災(zāi)害調(diào)查與烈度評定、提供地震烈度圖，能夠為震后恢復(fù)重建規(guī)劃制定、恢復(fù)重建范圍劃定提供重要依據(jù)（周光全，2013）。

2021年5月21日21時48分，云南省漾濞縣（25.67°N，99.87°E）發(fā)生MS6.4地震。地震發(fā)生后，云南省地震局、四川省地震局、中國地震局工程力學研究所等單位的專家組成40人的災(zāi)評科考組開展了為期5天的地震災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查，共調(diào)查了218個居民點、39件生命線工程及行業(yè)設(shè)施設(shè)備、32個教育、衛(wèi)生院所、8處宗教場所、10家工信企業(yè)、6處文化旅游景區(qū)和文物古跡的震害，獲得了較為翔實的震害資料。同時，災(zāi)源科考組結(jié)合強震記錄、震源機制解以及余震分布、儀器烈度等資料，確定了本次地震的烈度分布。本文結(jié)合漾濞MS6.4地震烈度分布，著重從地震現(xiàn)場房屋震害現(xiàn)象、各調(diào)查點不同結(jié)構(gòu)類型房屋的平均震害指數(shù)與地震烈度對應(yīng)關(guān)系兩個方面分析了地震烈度評判依據(jù)。

1 地震烈度分布

震區(qū)位于云南省西北部，斷裂構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育有NW向和NE向兩組斷裂，主要有NW向的瀾滄江斷裂、蘭坪—云龍斷裂、紅河斷裂、維西—喬后斷裂，NE向的龍蟠—喬后斷裂等。地震序列沿維西—喬后斷裂西側(cè)呈NW向展布。

災(zāi)評科考組依據(jù)《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）、《地震現(xiàn)場工作第三部分：調(diào)查規(guī)范》（GB/T 18208.3—2011）、《地震烈度圖制圖規(guī)范》（GB/T 38226—2019）相關(guān)要求與方法調(diào)查了218個居民點的震害。根據(jù)各調(diào)查點震害情況，參考震區(qū)構(gòu)造背景、震源機制解、余震序列分布、強震加速度記錄等科技資料，確定了本次地震的烈度分布（圖1）。

由圖1可見，此次地震最高烈度為Ⅷ度，Ⅵ度區(qū)及以上面積約為6 600 km2（含洱海），共涉及大理州6個縣（市）。Ⅷ度區(qū)東起漾濞縣蒼山西鎮(zhèn)河西村，西至蒼山西鎮(zhèn)大爛壩;南自蒼山西鎮(zhèn)沙河村，北達漾江鎮(zhèn)彎坡村—桑不老村一帶，面積約為170 km2，主要涉及漾濞縣蒼山西鎮(zhèn)、漾江鎮(zhèn)、太平鄉(xiāng)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。Ⅶ度區(qū)東起大理市太邑鄉(xiāng)外紅巖小組，西至云龍縣團結(jié)鄉(xiāng)門神小組，南自漾濞縣順濞鎮(zhèn)哈蠟左村—大理市太邑鄉(xiāng)恩祖場小組，北達漾濞縣漾江鎮(zhèn)抱荷嶺，面積約為930 km2，主要涉及漾濞縣蒼山西鎮(zhèn)、漾江鎮(zhèn)、富恒鄉(xiāng)、太平鄉(xiāng)、順濞鎮(zhèn)、平坡鎮(zhèn)，云龍縣團結(jié)鄉(xiāng)，洱源縣西山鄉(xiāng)、煉鐵鄉(xiāng)，巍山縣紫金鄉(xiāng)，大理市太邑鄉(xiāng)，共11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。Ⅵ度區(qū)東起大理市鳳儀鎮(zhèn)江西村，西至云龍縣關(guān)坪鄉(xiāng)大甸子，南自漾濞縣雞街鄉(xiāng)政府所在地，北達洱源縣喬后鎮(zhèn)花坪—喬后村一帶，面積約為5 500 km2，主要涉及漾濞縣、洱源縣、云龍縣、永平縣、巍山縣、大理市，共42個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和2個街道辦事處。漾濞縣城區(qū)位于Ⅷ度區(qū)。

2 房屋震害

2.1 震區(qū)房屋特點

震區(qū)房屋建筑按結(jié)構(gòu)類型可分為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、框架和框架剪力墻結(jié)構(gòu)4種類型。農(nóng)村地區(qū)主要以土木、磚木和磚混結(jié)構(gòu)為主，漾濞縣城和大理市區(qū)主要以磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)為主。土木和磚木結(jié)構(gòu)是當?shù)貍鹘y(tǒng)民居結(jié)構(gòu)，以穿斗木屋架結(jié)構(gòu)為主，木屋架承重，榫卯方式連接，土坯墻、夯土墻或磚墻圍護，房屋整體性較好，以兩層為主，人字形瓦屋頂，一層用于居住，另一層用于儲物，樓板多為木板。磚混結(jié)構(gòu)大多為1～5層，層高2.6～3.0 m。老舊磚混結(jié)構(gòu)多設(shè)磚柱，無圈梁構(gòu)造柱，主要分布在城鄉(xiāng)結(jié)合部和經(jīng)濟不發(fā)達的山區(qū);新建磚混結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋屋蓋，砌塊、水泥砂漿砌筑墻體，設(shè)有鋼筋混凝土圈梁、構(gòu)造柱，整體抗震能力較好，但因大多都是房主自己設(shè)計施工，存在設(shè)計不合理、平立面不規(guī)則、房屋開間大、窗洞數(shù)量及尺寸設(shè)計不合理等問題。框架結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土梁柱構(gòu)成承重體系，各類砌體砌筑的墻體起圍護和分隔作用，該結(jié)構(gòu)經(jīng)過正規(guī)抗震設(shè)防設(shè)計，抗震性能較好;主要為學校、醫(yī)院、政府單位等公用房屋，以及漾濞縣城和大理市區(qū)內(nèi)的商品房和住宅。

2.2 各烈度區(qū)房屋震害情況

Ⅷ度區(qū)內(nèi)土木結(jié)構(gòu)房屋個別柱腳位移、穿斗木構(gòu)架損壞（圖2a-1），少數(shù)墻體倒塌，部分局部倒塌，多數(shù)開裂、墻體外閃，普遍梭瓦掉瓦;磚混結(jié)構(gòu)房屋部分墻體開裂，少數(shù)剪裂（圖2a-2）;框架結(jié)構(gòu)房屋部分墻柱、墻梁結(jié)合部位開裂。

Ⅶ度區(qū)內(nèi)土木結(jié)構(gòu)房屋個別墻體倒塌（圖2b-1），部分開裂、梭瓦掉瓦;磚混結(jié)構(gòu)房屋、框架結(jié)構(gòu)房屋少數(shù)墻柱、墻梁結(jié)合部位開裂（圖2b-2）。

Ⅵ度區(qū)內(nèi)土木結(jié)構(gòu)房屋少數(shù)墻體開裂、梭瓦掉瓦、開天窗（圖2c-1）;磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)房屋個別墻柱、墻梁結(jié)合部位開裂（圖2c-2）。

2.3 平均震害指數(shù)對比分析

烈度評定方法為綜合運用宏觀調(diào)查和儀器測定的多指標方法。《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）給出了評定地震烈度時的5類依據(jù)，即房屋震害、人的感覺和器物反應(yīng)、生命線工程震害、其他震害現(xiàn)象和地震觀測儀器測定。房屋震害程度是一種定性評定烈度的方法，不能過于依賴現(xiàn)場調(diào)查人員的經(jīng)驗，評定地震烈度時，應(yīng)以災(zāi)區(qū)占比較高的房屋結(jié)構(gòu)類型的震害作為主要依據(jù)，并通過計算平均震害指數(shù)定量評定地震烈度（盧永坤等，2019）。本文通過計算各烈度區(qū)各類房屋結(jié)構(gòu)的平均震害指數(shù)，并與《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）給出的地震烈度與房屋平均震害指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系做對比分析，研究烈度評定的依據(jù)。

2.3.1 各烈度區(qū)平均震害指數(shù)計算

根據(jù)《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020），某一類結(jié)構(gòu)的平均震害指數(shù)為各級震害的房屋占比與其相應(yīng)的震害指數(shù)的乘積之和：

D=∑di ×λi（1）

式中：D為某調(diào)查點（或區(qū)域）某一類房屋建筑平均震害指數(shù);λi為該類結(jié)構(gòu)的破壞等級為i的房屋面積（或棟數(shù)）占比（%）;di為該類房屋破壞等級為i對應(yīng)的震害指數(shù)。

本次地震中，簡易房屋破壞等級分為毀壞、破壞、基本完好3個等級，各破壞等級對應(yīng)的震害指數(shù)分別為0.65，0.29，0;非簡易房屋破壞等級分為毀壞、嚴重破壞、中等破壞、輕微破壞和基本完好5個等級，各破壞等級對應(yīng)的震害指數(shù)取值分別為1，0.7，0.4，0.2，0（中國地震年鑒委員會，1998;周光全，2011;明小娜等，2018）。結(jié)合各烈度區(qū)調(diào)查點資料，計算出各烈度區(qū)不同結(jié)構(gòu)類型的平均震害指數(shù)，見表1、2。

2.3.2 與《中國地震烈度表》平均震害指數(shù)的對比分析

《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）給出了地震烈度與房屋平均震害指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系（表3）。結(jié)合地震現(xiàn)場調(diào)查情況來看，本次地震土木結(jié)構(gòu)與磚木結(jié)構(gòu)房屋基本可與表3的A2類房屋對應(yīng)，磚混結(jié)構(gòu)房屋基本可與C類房屋對應(yīng)，所有框架結(jié)構(gòu)均可對應(yīng)D類房屋。

對比表1與表3發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)Ⅷ度簡易房屋土木結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.35，磚木結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.36，接近表3中Ⅷ度區(qū)A2類房屋平均震害指數(shù)范圍值中間值;研究區(qū)Ⅶ度區(qū)土木結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.16，接近表3中Ⅶ度區(qū)A2類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0.11;研究區(qū)Ⅵ度區(qū)土木結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.05，磚木結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.03，接近表3中Ⅵ度區(qū)A2類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0.01。

對比表2與表3發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)Ⅷ度區(qū)非簡易房屋框架結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.12，略低于表3中Ⅷ度區(qū)D類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0.14;研究區(qū)Ⅷ度磚混結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.1，低于表3中Ⅷ度區(qū)C類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0.16;研究區(qū)Ⅶ度磚混結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.05，等于Ⅷ度區(qū)C類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0.05;研究區(qū)Ⅵ度區(qū)框架結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.02，接近表3中Ⅵ度區(qū)D類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0，Ⅵ度區(qū)磚混結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)為0.01，接近表3中Ⅵ度區(qū)C類房屋平均震害指數(shù)范圍值的下限值0。

綜合上述對比情況發(fā)現(xiàn)，本文研究區(qū)Ⅷ度區(qū)土木和磚木結(jié)構(gòu)平均震害指數(shù)與表3規(guī)定的范圍值較為一致，Ⅶ度、Ⅵ度區(qū)不同結(jié)構(gòu)類型的平均震害指數(shù)均處于表3規(guī)定值的下限，說明此次地震震害偏輕。結(jié)合實地調(diào)查，認為其原因有3方面：一是研究區(qū)抗震設(shè)防標準烈度為Ⅷ度，市區(qū)和縣城以框架結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)為主，房屋基本經(jīng)過正規(guī)抗震設(shè)防;二是該區(qū)域為地震多發(fā)區(qū)，居民抗震設(shè)防意識比較強，自建磚混采用現(xiàn)澆樓板且均設(shè)有完整的圈梁和構(gòu)造柱體系，加強了房屋的整體抗震性能;三是該區(qū)域為白族、彝族少數(shù)民族聚居地，其傳統(tǒng)民居以穿斗木結(jié)構(gòu)為主，穿斗木架構(gòu)承重，土坯墻、夯土墻或磚墻圍護，抗震性能良好;加之近年來在脫貧攻堅工作中的危房改造、抗震安居加固等項目，讓農(nóng)村地區(qū)房屋的整體質(zhì)量有了較大提升，特別是針對穿斗木結(jié)構(gòu)房屋實施縱向張拉鋼繩配合鐵件加固節(jié)點的抗震加固技術(shù)和鋼架拖換加固技術(shù)，在本次地震中發(fā)揮出特別明顯的效果，經(jīng)加固后的穿斗木構(gòu)架及鋼架的抗震性能整體表現(xiàn)良好。

2.3.3 相近震級地震對比分析

為進一步分析本次地震房屋震害的特征，將其與2014年云南魯?shù)镸S6.5地震、景谷MS6.6地震進行對比分析。選取這兩次震例主要有兩個原因：一是3次地震的震級較為接近;二是3次地震分別發(fā)生在云南省的西北部、東北部和南部地區(qū)，3個地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)具有明顯的區(qū)域特征，房屋結(jié)構(gòu)的差異直接決定了房屋震害特征的差異。房屋平均震害指數(shù)是研究房屋震害的重要依據(jù)（盧永坤等，2014），因此將這3次地震的房屋平均震害指數(shù)進行對比分析，結(jié)果見表4、5。

對比魯?shù)镸S6.5地震和本次漾濞地震，可以看出漾濞地震各烈度區(qū)對應(yīng)的各類房屋平均震害指數(shù)均小于魯?shù)榈卣穑诟吡叶葏^(qū)差別更為明顯，說明漾濞地震房屋震害顯著輕于魯?shù)榈卣?。從房屋結(jié)構(gòu)類型來分析，魯?shù)榈貐^(qū)土木和磚木結(jié)構(gòu)房屋基本上為硬山擱檁式房屋，屋蓋直接置于夯土墻上，由夯土墻承重，抗震性能極差，夯土墻抗剪、抗彎、抗拉強度低，延性較差，在地震反復(fù)作用下縱橫墻結(jié)合部和梁、檁下產(chǎn)生豎向裂縫，縱橫墻相互碰撞導致墻體局部倒塌或整體倒塌;而漾濞地區(qū)土木和磚木結(jié)構(gòu)房屋則大多數(shù)為穿斗木構(gòu)架結(jié)構(gòu)，抗震性能良好，加之經(jīng)過抗震設(shè)防加固，使整個結(jié)構(gòu)的整體性更好、更穩(wěn)定，進一步提升了其抗震性能。

對比景谷MS6.6地震和本次漾濞地震，可以看出2次地震簡易房屋各烈度區(qū)對應(yīng)的各類房屋平均震害指數(shù)相差不大。這是因為景谷地區(qū)和漾濞地區(qū)的土木和磚木結(jié)構(gòu)房屋均為穿斗木結(jié)構(gòu)，在震級相近的情況下震害情況也相似，這也從側(cè)面反映了滇西北和滇南地區(qū)的簡易房屋抗震性能要普遍強于滇東北地區(qū)，主要就是房屋結(jié)構(gòu)在地域上的區(qū)別。另外在對比中發(fā)現(xiàn)，景谷地震非簡易房屋各烈度區(qū)對應(yīng)的各類房屋平均震害指數(shù)要高于漾濞地震，特別是在高烈度區(qū)差別較大。這是因為景谷地震震區(qū)所處的思茅—普洱地區(qū)是云南省乃至全國破壞性地震活動最活躍的區(qū)域之一，僅自20世紀70年代以來，已發(fā)生9次6級以上地震。頻繁的地震活動對該區(qū)域的大多數(shù)建筑，特別是年代較早的建筑造成了一定影響或損害，致使該地區(qū)存在大量過去未被納入地震恢復(fù)重建或加固范圍的建筑物，積累的震害不斷加重，雖然房屋倒塌較少，但墻體開裂現(xiàn)象較為明顯，因此景谷地震非簡易房屋震害要比漾濞地震的重一些。

3 結(jié)論

本文結(jié)合漾濞MS6.4地震烈度分布，著重從地震現(xiàn)場房屋震害現(xiàn)象、各調(diào)查點不同房屋結(jié)構(gòu)類型的平均震害指數(shù)與地震烈度對應(yīng)關(guān)系兩個方面分析了地震烈度評判的依據(jù)，還通過與云南地區(qū)發(fā)生的震級相近地震進行對比分析，得到以下結(jié)論：

（1）本次地震烈度評定主要以房屋平均震害指數(shù)為依據(jù)，結(jié)合生命線工程破壞情況，同時參考了震區(qū)構(gòu)造背景、震源機制解、余震序列分布、強震加速度記錄等資料。結(jié)果顯示現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果與各項科技支撐成果形成較好的一致性，表明本次地震烈度評定過程嚴謹、依據(jù)充分。

（2）按云南地區(qū)地震烈度分布的一般規(guī)律（國家地震局，國家統(tǒng)計局，1996;蘇有錦等，2001;周光全等，2006），MS5.8～6.2地震極震區(qū)烈度可達Ⅷ度，Ⅵ度區(qū)以上面積范圍為900～5 500 km2。漾濞地震Ⅵ度區(qū)以上面積為6 600 km2，相對偏大，與此次地震余震的頻度和強度相關(guān)。截至2021年5月29日 8時，本次地震序列記錄到6.0～6.9級地震1次，5.0～5.9級地震3次，4.0～4.9級地震13次。中強地震頻發(fā)導致一定程度的震害疊加效應(yīng)，導致影響范圍較大。從各烈度區(qū)面積占比來看，Ⅷ、Ⅶ度區(qū)占比小，Ⅵ度區(qū)占比大，表明本次地震總體震害較輕。

（3）根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的房屋震害情況，結(jié)合各烈度區(qū)各類房屋結(jié)構(gòu)的平均震害指數(shù)，并與2014年云南魯?shù)镸S6.5地震、景谷MS6.6地震進行對比分析，得出本次地震房屋震害整體偏輕，這主要與區(qū)域內(nèi)傳統(tǒng)民居的結(jié)構(gòu)類型和抗震加固等情況有關(guān)。

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Damage and Intensity Assessment of Buildings in the 2021 Yangbi，Yunnan MS6.4 Earthquake Area

YANG Jianqiang，YE Yang，LU Yongkun，LIU Shaochang，YU Jiang

（Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）

Abstract

According to the field survey of the MS6.4 earthquake in Yangbi County，Yunnan Province，the intensity distribution and buildings damage caused by this earthquake are elaborated，and the average hazard index of various building structures in each intensity area is calculated and compared with the China Earthquake Intensity Table.Further，a comparative analysis of the buildings damage was carried out with the aid of the buildings damage by the Ludian MS6.5 earthquake and the Jinggu MS6.6 earthquake in Yunnan in 2014.The results show：① The damage to civil-structure houses and frame-structure houses in the disaster area in Yangbi is obvious.The damage to brick-concrete structure houses is relatively light.The brick-wood structure houses is few，so a little earthquake damage has been found;② In each intensity area，the average hazard indexes of houses are in good accordance with and the intensity，indicating that the seismic intensity evaluation of this earthquake conforms to the national standards and complies with the distribution law of the earthquake intensity in Yunnan;③ Compared with the average damage index of the houses in the other two earthquake events in Yunnan，it is concluded that the overall damage in this Yangbi MS6.4 earthquake event was relatively light.

Keywords：the Yangbi MS6.4 earthquake;building damage;intensity evaluation;the average earthquake-damage index