抗“八度”地震≠抗“八级”地震

2013-04-23 18:41:29 本文行家:宋大官人

2013年4月20日8时2分在四川雅安芦山县发生7.0级地震,许多建筑物在地震中倒塌,其中震中芦山县龙门乡99%以上房屋垮塌,建筑物的抗震性能再次引起关注。许多人认为建筑物的安全性是由震级决定的,其实用抗震级数来衡量抗震能力根本就是一个错误。

建筑物安全与否与震级无关建筑物安全与否与震级无关

目前我国的民众普遍有个误区——建筑物的安全与震级有关。实际上,建筑物的抗震性,不是由震级来控制的,而是由地震烈度来控制。一次地震只有一个震级,但可以对应多个烈度,烈度才真正决定了地震对建筑物造成的破坏程度。

地震震级与地震烈度的区别

地震震级

地震本身的大小,用震级表示,根据地震时释放的弹性波能量大小来确定震级,它的单位是“”。  我国一般采用里氏震级,它的范围在1-10级之。震级每相差1级,地震释放的能量相差约30倍。

地震烈度

地震烈度是指某一地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响破坏的强烈程度,是衡量某次地震对一定地点影响程度的一种度量,它的单位是“”。 

判断烈度的大小,是根据人的感觉、家具及物品振动的情况、房屋及建筑物受破坏的程度以及地面出现的破坏现象等。影响烈度的大小有下列因素:地震等级、震源深度、震中距离、土壤和地质条件、建筑物的性能、震源机制、地貌和地下水等。

一次地震只有一个震级,但可以对应多个烈度。烈度因地而异,不同的地方,烈度值不一样。我国将地震烈度分为12度。

地震烈度破坏程度
罗马数字通用数字
Ⅰ度1度无感,仅仪器能记录到
Ⅱ度2度微有感,个特别敏感的人在完全静止中有感
Ⅲ度3度少有感,室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动
Ⅳ度4度多有感,室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响
Ⅴ度5度惊醒,室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹
Ⅵ度6度惊慌,人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡
Ⅶ度7度房屋损坏,房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水
Ⅷ度8度建筑物破坏,房屋多有损坏,少数破坏路基塌方,地下管道破裂
Ⅸ度9度建筑物普遍破坏,房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲
Ⅹ度10度建筑物普遍摧毁,房屋倾倒,道路毁坏,山石大量崩塌,水面大浪扑岸
Ⅺ度11度毁灭,房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化
Ⅻ度12度山川易景,一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化动植物遭毁灭

例如,1976年唐山地震,震级为7.8级,震中烈度为11度;受唐山地震影响,天津市区烈度为8度,北京市多数地区烈度为6度。

抗“八度”地震≠抗“八级”地震

设防烈度是建筑物能够承受相应地震烈度的破坏程度的能力。烈度才是衡量建筑物抗震能力的标准。

设防烈度取值的标准:是基本烈度,就是一个地区在今后50年期限内,在一般场地条件下超越概率为10%的地震烈度。其具体的取值根据抗震规范中的抗震设防区划来取值。比如说雅安芦山县的抗震设防烈度为7度。

国家对于每个城市的建筑都有明确的设防烈度数值规定。如果地震烈度超过了该系数,那么,建筑物倒塌或者受损,就不予追究责任。我国有41%的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度7度或7度以上地区,6度及6度以上地区占国土面积的79%。 

中国地震烈度区划图中国地震烈度区划图

 设防原则

目前我国对一般民用建筑物的设防原则是“小震不坏,中震可修,大震不倒。地震设防烈度7度以下(含7度)为小震;8度为中震;9度以上(含9度)为大震。

北京地区的民用建筑的抗震设防烈度为8度。

也就是说,在北京,假如地震烈度为7度以下(含7度),建筑物不坏;地震烈度为8度,建筑物可修;地震烈度为9度以上(含9度),建筑物不倒。

由于人们混淆“度”和“级”的概念,就得出了汶川地震后所建建筑应为“8级抗震”的错误说法。

正确说法应该是,建筑要求按照“8度抗震”来设计施工。

雅安地震建筑物抗震等级

依据住建部2010年修订的《建筑抗震设计规范》,震中芦山县的抗震设防烈度为7度,天全县的抗震设防烈度为7度,宝兴县的抗震设防烈度分别为8度(汶川地震后由7度提高到8度)。 

依据中国地震局工程力学所孙景江团队在雅安地震当日发布的烈度分布估计图,四川省芦山“4 20”7.0级强烈地震震中芦山县烈度为9度,宝兴县、天全县也有部分区域烈度在8-9度间,这都超过当地建筑的抗震设防标准。

按照中国既定设计要求,当超过建筑抗震设防标准时,建筑受损是正常现象,但应实现“大震不倒”。

专家观点

中国建筑科学研究院研究员王亚勇  

抗八度地震和抗八级地震是不同概念。抗震烈度,指的是地震对地面及建筑物的破坏力。同一次地震,虽震级一样,但由于与震中距离不等,不同地区烈度分布不同。

我国的抗震设防标准,将建筑分为甲乙丙丁四类,其中对甲类和乙类建筑的抗震措施要求最高,即“当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求”。也就是说,如果抗震烈度设计是8度,该建筑能够抵抗烈度为9度的地震,就算完成“使命”。  

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参考资料:
[1] 雅安地震烈度超当地建筑抗震设防标准 http://china.caixin.com/2013-04-23/100518824.html
[2] 建筑物安全与震级和设防烈度关系 http://www.sxgzw.gov.cn/gzwyj/contents.jsp?urltype=news.NewsContentUrl&wbtreeid=1279&wbnewsid=3079
[3] 中国地震烈度区划图 http://scitech.people.com.cn/GB/7317883.html
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