12月21日美國加利福尼亞6.1級地震破壞力分析

一、地震情況簡介

據(jù)中國地震臺網正式測定，北京時間12月21日4時10分（當?shù)貢r間12月20日12時10分，UTC-8）在美國加利福尼亞州沿岸近海發(fā)生6.1級地震，震源深度10千米，震中位于北緯40.35度，西經124.65度。

二、強震記錄及分析

20211221美國加利福尼亞州沿岸近海6.1級地震獲得了3組地震動，由于地震動沒有完全收集，可能還有更強的記錄。典型地震記錄分析如下：

89462典型臺站位置北緯40.50度，西經124.10度，記錄到水平向地震動峰值加速度為433.87cm/s/s，豎直向地震動峰值加速度為111.80cm/s/s。該地震動及反應譜如圖1、圖2所示。

(a) EW

(b) NS

(c) UD
圖1 典型臺站地面運動記錄

圖2典型臺站典型記錄反應譜

三、地震動對典型城市區(qū)域破壞能力分析

參考中國地震學會標準《基于強震動記錄的地震破壞力評估T/SSC 1—2021》（參閱新標準發(fā)布 ：基于強震動記錄的地震破壞力評估），利用密布強震臺網在震后獲取的實時地震動信息，再結合城市抗震彈塑性分析，就可以得到地震發(fā)生后不同地點的建筑破壞情況，為抗震救災決策提供科學支撐。圖3為根據(jù)本次地震震中附近范圍內臺站記錄分析得到的建筑震害分布示意圖。圖4為根據(jù)本次地震震中附近范圍內臺站記錄分析得到的人員加速度感受分布示意圖。

圖3 20211221美國加利福尼亞州沿岸近海6.1級地震不同臺站地震記錄破壞力分布圖

（建筑抗震承載力取均值）

圖4 20211221美國加利福尼亞州沿岸近海6.1級地震不同臺站地震記錄人員加速度感受分布圖

（建筑抗震承載力取均值）

四、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

模型1：三層框架結構（感謝中國建筑設計研究院王奇教授級高工提供模型）

將典型臺站記錄輸入立面布置如圖5(a)所示的6度、7度和8度設防的典型三層鋼筋混凝土框架結構，得到其層間位移角包絡如圖5(b)所示。

(a)立面布置示意圖(b)層間位移角
圖5 典型三層鋼筋混凝土框架結構

(2) 對典型砌體結構破壞作用

模型1：單層未設防砌體結構

選取圖6所示紀曉東等開展的單層未設防砌體結構振動臺試驗模型，輸入典型臺站記錄，分析結果表明該結構將處于嚴重破壞狀態(tài)。（紀曉東等，北京市既有農村住宅磚木結構加固前后振動臺試驗研究，建筑結構學報，2012,11,53-61.）

圖6 單層三開間農村住宅磚木結構振動臺試驗

模型2：五層簡易砌體結構

選取圖7所示朱伯龍等開展的五層簡易砌體結構足尺試驗模型，輸入典型臺站記錄，分析結果表明該結構將處于中度破壞狀態(tài)。（朱伯龍等，上海五層砌塊試驗樓抗震能力分析，同濟大學學報，1981,4,7-14.）

(a)平面圖(b)剖面圖
圖7 五層簡易砌體結構布置

(3) 對典型橋梁破壞作用

模型1：某80年代公路橋梁（感謝福州大學谷音教授提供模型）

選取圖8所示某80年代公路橋梁模型，輸入典型臺站記錄，分析結果表明該結構將處于中度破壞狀態(tài)。

圖8某80年代公路橋梁模型

模型2：某特大橋引橋（感謝福州大學谷音教授提供模型）

選取圖9所示某特大橋引橋模型，輸入典型臺站記錄，分析結果表明該結構將處于完好狀態(tài)。

圖9某特大橋引橋模型