2024, Vol. 45
2) 中国北京 100085 应急管理部国家自然灾害防治研究院
2) National Natural Disaster Prevention and Control Research Institute of Emergency Management Department, Beijing 100085, China
研究发现，经常有一些地区在中强地震发生过程中出现较为严重的震害，多为房屋建筑构造方式不合理或者建造场地条件受限所致（高永武等，2013；陈相兆等，2017）。2024年7月24日7时55分，贵州六盘水市水城区发耳镇附近（26.27°N，104.74°E）发生ML 4.6地震，震源深度10 km，震中烈度达6度，震害区建筑物受灾状况差异明显。此次地震未造成人员伤亡。
水城区隶属贵州省六盘水市，位于贵州省西部。该区建筑以砖混结构和框架结构为主，2015年前区内设防烈度为6度，中国地震动参数区划图（GB18306—2015）发布后，部分乡镇设防烈度提升为7度。在此次水城ML 4.6地震中，相邻位置不同结构类型的建筑震害差异明显，本研究对震中附近建筑物破坏情况进行实地调查，并分析破坏原因，以期为抗震设计、灾后重建及防震减灾工作提供参考（闫培雷等，2018；李健梅等，2020；王现伟等，2024）。
1 水城区地震地质概况水城区出露地层由泥盆系至第四系构成，其中二叠系、石炭系和三叠系发育且分布广泛，泥盆系、侏罗系和下第三系呈零星块状分布，第四系发育较差，零散分布。褶皱、断裂以NW向构造为主，西南部为发耳旋卷构造。
辖区内有破坏性地震记载，且多受邻近的威宁、晴隆以及云南省的宣威、富源等地破坏性地震影响，其中1985年12月2日贵州省六盘水市米箩区ML 4.8地震，对辖区的最大影响烈度达7度。此次ML 4.6地震发生在水城区发耳镇附近，地震造成多间建筑受损。为此，布设11个调查点（图 1中三角形）对建筑物破坏情况进行现场调查，发现震害区最高烈度为Ⅵ度，等震线长轴总体呈NE向。
|
图 1 贵州水城ML 4.6地震烈度图 Fig.1 Intensity map of the ML 4.6 earthquake in Shuicheng, Guizhou Province |
水城区建筑以砖混和框架结构为主，据风险普查及实地调研数据，统计得到建筑总数为177 683栋（座），设为A、B、C、D、E、F六类建筑，其中：A类：城镇住宅6 356栋；B类：城镇非住宅4 663栋；C类：农村集合住宅421栋；D类：农村独立住宅154 758栋；E类：农村非住宅11 464栋；F类：桥梁21座。水城区各种不同承灾体类型统计结果见表 1。其中，城镇住宅主要是框架和砖混结构，非住宅以框架结构为主；农村独立住宅主要是砖混结构，非住宅有少量框架结构。除桥梁外，其他5种不同类别建筑在不同年代均有分布，其中：1989年以前占比约8.72%，1990—1999年占比约13.32%，2000—2010年占比约35.57%，2011年以后占比约42.39%（表 2）。
|
表 1 水城区建筑按住建类型分类与占比 Table 1 Building construction classification and proportion in Shuicheng |
|
|
表 2 水城区不同类别建筑建造年代数量与占比 Table 2 Different categories of buildings and the number of constructions and proportion of the construction age in Shuicheng |
水城区地处滇东高原向黔中山原过渡、黔西北高原向广西丘陵过渡的阶梯状大斜坡地带。区内东北、西北地区切割较浅，地势较为开阔；西南、东南地区切割剧烈，相对高差在300—700 m之间。平坝少、相对高差较大，海拔分布在1 400—1 900 m之间，山地面积占全区总面积的68%，地形复杂，地貌类型多样（图 2）。河流多位于峡谷，水资源利用条件不佳。
|
图 2 水城区农村住宅场地地形地貌条件 Fig.2 Rural residential field topography conditions in Shuicheng Districtt |
根据现场调查和地貌考察，水城区农村住宅大多依水、依山而建，同一片区建筑结构、风格较为统一，可用土地较少，部分建筑修建在斜坡、陡坎上，在较大地震动作用下有遭遇滑坡、崩塌的风险。
2.3 主要建筑结构破坏 2.3.1 框架结构水城区发耳镇被划分为Ⅶ度抗震设防区，框架结构建筑主要为城镇住宅和非住宅（图 3），农村有少量分布，主要为学校、医院和少量自建房。此类建筑大部分按照Ⅶ度抗震设防标准进行设计和施工，抗震能力较强（杜轲等，2021）。在此次ML 4.6地震中，震中地区框架结构建筑较少，且几乎未遭受破坏，在此不做赘述。
|
图 3 框架结构 Fig.3 Framework |
水城区砖混结构建筑主要是2000年以前的城镇老旧房屋和农村独立住宅。其中部分房屋为底框结构，采用砖砌条形基础，砌筑材料为烧结普通砖和水泥砂浆，1—2层设有圈梁和构造柱，一层开间较大，抗震性能一般。建筑墙体在本次地震中出现轻微裂缝，震害较轻（图 4）。然而，部分砖混结构房屋出现较大震害。以此次地震震中附近某一砖混结构房屋为例，现场调查震害情况。该房屋2019年建造，一、二层设有圈梁和构造柱，正面和中间设有构造柱，横梁分布不规则。靠山一侧外墙设有支撑柱，与横梁链接较差（图 5）。
|
图 4 砖混结构震害情况 Fig.4 Earthquake damage of brick-concrete structure |
|
图 5 某砖混结构位置及基本情况 (a)正面；(b)侧面；(c)背面；(d)内部；(e)所在位置 Fig.5 Location and basic information of a brick-concrete structure |
经现场调查，该建筑在本次地震中遭受如下破坏（图 6）：房屋正面无明显破坏，背面墙体出现透斜裂缝，横墙与纵墙交接处出现竖向裂缝，其原因在于墙体和框架梁柱结构间未有可靠连接或锚固，地震中变形不协调，导致裂缝出现。
|
图 6 某砖混结构震害情况 (a)正面；(b)侧面；(c)背面；(d)内部 Fig.6 Earthquake damage of a brick-concrete structure |
窗间、填充墙出现贯穿性交叉裂缝，其原因是填充墙材料为小青砖，抗剪强度较低，下方支撑柱与墙体整体性较差，在水平地震作用下，层间产生较大错动和地震剪力，导致墙体产生较大的主拉应力，从而发生脆性破坏。
房屋四角附近墙体破坏严重，分析认为，纵横墙交接处、墙体与屋盖间均无有效拉接，导致应力集中在墙体上。在地震水平力作用下，墙体遭受破坏。
3 结论基于此次水城ML 4.6地震现场震害调查结果，结合贵州地区建筑结构特点，分析震中附近不同结构类型建筑的受灾情况，得到以下结论：
（1）水城地区是贵州高设防烈度地区。通过此次地震事件，对该区各类建筑物的抗震能力有了深入了解。农村住宅多为移民搬迁的框架和自建砖混结构房屋，因建筑结构整体性较好，在地震中，大部分未遭受破坏，仅少量房屋出现轻微损坏。
（2）震中位置和较高烈度区所在区域的砖混结构建筑，多为当地传统施工方式建造，风格统一，结构整体性一般，在地震中大多遭受轻微破坏。部分砖混结构类农村住宅遭受破坏较为严重，主要原因是建筑结构基础知识欠缺，设计不合理，导致墙体受力不均，构件延性和整体结构稳定性较差，在低烈度条件下，也会形成较大震害。此为贵州地区农村住宅建造的共性问题。
（3）区内地形起伏较大，山地丘陵分布范围广，农村地区住宅多依山、依坎而建，建造条件较差，也是同等地震烈度下相邻位置不同结构类型建筑震害差异明显的原因之一。
基于以上现场调查结果，建议在地震灾后修建和防灾减灾规划中，农村住宅推广建设采用经抗震设计的钢筋混凝土框架结构；对已修建抗震性能较差的砖混农村住宅，建议增加一定抗震构造措施，同时加强对农居建造场地选取的指导。
陈相兆, 孙柏涛, 闫培雷. 四川康定6.3级地震灾害分布特点及结构震害简析[J]. 地震工程与工程振动, 2017, 37(2): 1-9. |
杜轲, 高嘉伟, 温卫平, 等. 漾濞6.4级地震穿斗木房屋震害特征及其原因简析[J]. 世界地震工程, 2021, 37(4): 38-45. |
高永武, 金波, 戴君武, 等. 芦山7级地震村镇木结构震害调查及加固建议[J]. 地震工程与工程振动, 2013, 33(3): 48-52. |
李健梅, 贾源源, 段博儒, 等. 灾害链学术思想的提出及两个概念概述[J]. 地震工程学报, 2020, 42(6): 1 735-1 738. DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2020.06.1735 |
王现伟, 孙柏涛, 陈洪富. 西南地区穿斗式木结构民居构造特点及震害特征分析——以贵州山区为例[J]. 地震研究, 2024, 47(2): 290-299. |
闫培雷, 孙柏涛, 陈相兆, 等. 四川康定6.3级地震建筑物震害特点及原因分析[J]. 建筑结构, 2018, 48(Z2): 250-254. |