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2月6日土耳其两次7.8级地震破坏力分析

转载:陆新征课题组  2023/2/7 1:57:00  70
内容简介:一、地震情况简介2月6日在土耳其东部连续发生多次重大地震灾害。据中国地震台网正式测定,北京时间2月6日9时17分(当地时间2月6日4时17分)在土耳其发生7.8级地震,震源深度20千米,震中位于北纬37.15度,东经36.95度。9个多小时后,据中国地震台网正式测定,北京时间2月6日18时24分(当地时间2月6日13时24分)在土耳其发生7.8级地震,震源深度20千米,震中位于北纬38.00度,东......

一、地震情况简介

2月6日在土耳其东部连续发生多次重大地震灾害。

据中国地震台网正式测定,北京时间2月6日9时17分(当地时间2月6日4时17分)在土耳其发生7.8级地震,震源深度20千米,震中位于北纬37.15度,东经36.95度。

9个多小时后,据中国地震台网正式测定,北京时间2月6日18时24分(当地时间2月6日13时24分)在土耳其发生7.8级地震,震源深度20千米,震中位于北纬38.00度,东经37.15度。

为了便于后面讨论,我们称第一次7.8级地震为7.8A;第二次7.8级地震为7.8B。

二、强震记录及分析

20230206土耳其地震获得了大量的地震动数据,特别是连续发生两次7级以上地震为相关研究提供了非常宝贵的资料。典型地震记录分析如下:

2.1 第一次地震(7.8A)

1:台站4614位置北纬37.48513度,东经37.29775度,记录到水平向地震动峰值加速度为1966cm/s/s,竖直向地震动峰值加速度为1352cm/s/s。该地震动及反应谱如图1、图2所示。

(a) EW

(b) NS

(c) UD
图1台站4614地面运动记录


图2台站4614记录反应谱

2:台站3138位置北纬36.80262度,东经36.51119度,记录到水平向地震动峰值加速度为892cm/s/s,竖直向地震动峰值加速度为1228cm/s/s。该地震动及反应谱如图3、图4所示。

(a) EW

(b) NS

(c) UD
图3台站3138地面运动记录


图4台站3138记录反应谱

如果将这两个台站的最强分量和2022年6.8级泸定地震的典型强震记录反应谱进行对比,结果如图5所示。这次极震区附近土耳其的受灾情况估计会十分严重。


图5 本次地震强震反应谱和2022年6.8级泸定地震的典型强震记录反应谱

2.1 第二次地震(7.8B)

1:台站4612位置北纬38.02395度,东经36.48187度,记录到水平向地震动峰值加速度为638cm/s/s,竖直向地震动峰值加速度为373cm/s/s。该地震动及反应谱如图6、图7所示。

(a) EW

(b) NS

(c) UD
图6台站4612地面运动记录


图7台站4612记录反应谱

2:台站4406位置北纬38.34388度,东经37.97378度,记录到水平向地震动峰值加速度为428cm/s/s,竖直向地震动峰值加速度为286cm/s/s。该地震动及反应谱如图8、图9所示。

(a) EW

(b) NS

(c) UD
图8台站4406地面运动记录


图9台站4406记录反应谱

三、地震动对典型单体结构破坏能力分析

(1) 对典型砌体结构破坏作用

模型1:单层未设防砌体结构

选取图10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,输入典型台站记录(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10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11所示朱伯龙等开展的五层简易砌体结构足尺试验模型,输入典型台站记录(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.)

(a)平面图(b)剖面图
图11 五层简易砌体结构布置

(2) 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12所示某80年代公路桥梁模型,输入典型台站记录。


图12 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13所示某特大桥引桥模型,输入典型台站记录。


图13 某特大桥引桥模型

由于本次分析是动力弹塑性分析,所以可以研究单独主震输入,单独余震输入,以及主余震连续输入的差别,结果如表1所示。可见两次地震作用下,震损情况会变得更加的复杂。(注:土耳其方面测得7.8A的震级是7.7,7.8B的震级是7.6,所以暂时称这两次地震为主震和余震,不妥之处还请地震学的专家批评指正。)

表1 典型单体结构破坏分析结果

图片

(3) 对典型多层框架结构破坏作用

模型1:三层框架结构(感谢中国建筑设计研究院王奇教授级高工提供模型)

将典型台站记录输入立面布置如图14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15所示。

图片
图14 三层框架结构立面图

(a)4614和3138台站主震记录

(b)4612台站

图片

(c) 4406台站
图15 三层框架层间位移角包络

由以上分析可知,本次土耳其地震地面运动强度很高,可能导致严重后果,特别是两次强烈地震作用更会进一步加大工程结构的破坏程度。通过单体结构分析已经清晰显示了多次地震作用下结构破坏程度的发展。
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