本文作者為我研究生導師之一，清華大學土木工程系陸新征教授。

對地震仿真感興趣的同學可關注陸老師課題組的微信號：luxz_lab

原創： 程慶樂孫楚津等 陸新征課題組

致謝和聲明：

感謝中國地震臺網中心為本研究提供數據支持。本分析僅供科研使用，具體災情和災損分析應根據現場調查情況確定。

一、地震情況簡介

5月28日01時50分，在吉林松原市寧江區（北緯45.27度，東經124.71度)發生5.7級地震，震源深度13公里。

二、強震記錄及分析

達里巴臺站記錄

臺站位置為北緯45.13度，東經124.64度，震中距16公里（圖1）。記錄到水平向地震動峰值加速度為159 cm/s2，豎直向地震動峰值加速度為189 cm/s2。該地震動與我國設計反應譜對比如圖2、圖3所示。

圖1 達里巴臺站位置

 

(a) UD

 

(b) EW

 

(c) NS

圖2 達里巴臺站地面運動記錄

 圖3 達里巴臺站記錄反應譜

三、地震動對典型單體結構破壞能力分析

(1) 對典型多層框架結構破壞作用

將達里巴臺站記錄輸入平面布置如圖4(a)所示的6度、7度和8度設防的典型鋼筋混凝土框架結構，得到其層間位移角包絡如圖4(b)所示。結果表明，基本無結構損傷。

 

(a)RC框架結構平面布置示意圖（單位mm）

(b) RC框架結構層間位移角包絡圖

圖4典型多層鋼筋混凝土框架結構

(2) 對典型超高層結構破壞作用

將達里巴臺站記錄輸入圖5(a)所示某典型超高層結構1，得到其層間位移角包絡如圖5(b)所示，基本無結構損傷。

 

(a) 某典型超高層結構1

(b) 典型超高層結構1層間位移角包絡圖

圖5典型超高層結構1

將達里巴臺站記錄輸入圖6(a)所示某典型超高層結構2，得到其層間位移角包絡如圖6(b)所示，基本無結構損傷。

(a) 某典型超高層結構2

(b) 典型超高層結構2層間位移角包絡圖

圖6典型超高層結構2

(3) 對典型多層設防砌體結構破壞作用

將達里巴臺站記錄輸入圖7 (a)所示典型多層設防砌體結構，得到其門洞墻和窗洞墻層間位移角包絡如圖7 (b)所示。基本無結構損傷。

 (a) 砌體結構平面布置圖和模型示意圖

(b) 砌體結構層間位移角包絡圖

圖7典型多層設防砌體結構

四、地震動對典型城市區域破壞能力分析

根據本課題組之前數據積累，將達里巴臺站的地面運動分別輸入松原地區典型城市、鄉鎮和典型農村，得到考慮建筑承載力參數不確定性后的破壞狀態如圖8-圖10所示。圖中每類結構有三列，分別為結構抗力取中位值和加減一倍標準差的預測結果。（說明：由于每個結構的實際抗震能力都是有一定不確定性的，所以我們在新版的程序當中加入了對結構抗力不確定性的考慮）。結論表明，對于該臺站附近設防結構，基本無結構損傷。對于非設防結構（如未設防砌體、土木結構等），會出現中等程度（如墻體開裂等）損傷。 

圖8 達里巴臺站地震動記錄對松原地區典型城市的破壞力

 

圖9 達里巴臺站地震動記錄對松原地區典型鄉鎮的破壞力 

圖10 達里巴臺站地震動記錄對松原地區典型農村的破壞力

將該地震動輸入到清華校園619棟建筑中。計算得到考慮承載力參數不確定性后建筑的破壞狀態如圖11所示，清華校園典型建筑預測破壞狀態如表1所示。

圖11 達里巴臺站地震動記錄對清華大學校園的破壞力

表1 清華校園典型建筑預測破壞狀態

五、結論

本次吉林松原5.7級地震記錄到的地震動強度較弱，不會引起嚴重結構破壞。

六、說明

本次分析工作由程慶樂、孫楚津、顧棟煉同學共同完成。