2月6日土耳其7.8級地震發生后，引起了廣泛的關注，大量建筑倒塌的圖片和視頻資料給了人們巨大的震撼，作為專業研究人員，自然會好奇：

1. 為什么這次地震的破壞如此嚴重？
2. 中國的建筑是否具備抵御這個規模地震的能力？

隨著采集和傳感儀器的飛速進步，在地震后我們已經可以獲得大量的震中附近強震記錄，從而為定量分析不同地震的破壞力，揭示地震破壞機理提供了至關重要的資料。

2月6日拿到兩次7.8級地震動已經是半夜了，直接啟動RED-ACT程序分析了一下拿到的地震動，然后居然就看到了此前極少看到的恐怖結果（表1）。

表1 第一次7.8級地震典型建筑和橋梁分析結果

在3138臺站地震動輸入下，居然所有的分析案例都是”毀壞“，于是趕緊把這幾個地震動的反應譜繪制出來，如圖1所示。

圖1 第一次7.8級地震典型臺站反應譜

從圖1中可以看出，這次土耳其地震，提供了從短周期（4614臺站）、中周期（3138臺站）到長周期（3123臺站）的全頻段覆蓋。特別值得一提的是，圖1中的紅線是中國規范9度罕遇的設計反應譜。熟悉地震工程的讀者都知道，9度罕遇是中國抗震設計的最高標準，只有極個別地區或工程達到這樣的標準，而這次土耳其地震實際發生的地震動強度遠遠超過了這個最高標準，可見地震動破壞力之強大。

一、土耳其建筑和城區震損分析

那土耳其的建筑能扛得住這么大的地震動么？正好我們課題組此前和土耳其方面合作開展過土耳其伊斯坦布爾城區的區域震害研究。

有相應的土耳其單體和區域建筑模型（圖2）。我們就把實測的地震動輸入土耳其的典型單體和城區建筑，看看破壞情況。

圖2 土耳其伊斯坦布爾的單體建筑和區域建筑模型

首先看看單體建筑的破壞情況，我們分析了3個土耳其多/高層鋼筋混凝土框架的模型（分別為2層、5層、13層）在3123臺站記錄下的響應，結果不出預料，3個框架都非常干脆的垮了（圖3）。所以，土耳其的建筑看來是很難抵御本次地震震中附近的強烈地面運動的。

圖3 土耳其多/高層框架在3123臺站記錄下的響應

進一步，我們采用城市抗震彈塑性分析方法，來研究不同臺站地震記錄對區域建筑的震害作用。由于我們沒有震中附近地區的建筑數據，所以我們暫時用圖2中伊斯坦布爾的區域建筑數據來代替。

我們將第一次7.8級地震的地震動數據輸入區域模型，由城市抗震彈塑性分析方法得到的震中附近建筑震害如圖4、圖5所示。圖中，紅色圓點為第一次7.8級地震的震中，藍色圓點為第二次7.8級地震的震中。

圖4 第一次7.8級地震記錄下區域建筑震害分布

圖5 局部放大后第一次7.8級地震記錄下區域建筑震害分布

從圖4、5可見，在地圖南側的震害是非常嚴重的，大部分建筑都進入了倒塌或者嚴重破壞的狀態（紅色或橙色）。

這里肯定有讀者會問：圖4只是一次7.8級地震引起的破壞，北側藍點（第二次7.8級地震震中）附近在第二次7.8級地震后肯定會遭到很嚴重的破壞！

確實，第二次7.8級地震發生后，建筑震害肯定會進一步的變化。但是這種破壞肯定和直接遭受一次7.8級地震作用的結果不一樣。因為第一次地震已經引起了破壞，第二次地震再來，建筑的破壞會進一步發展，而兩次地震疊加會使得問題更加復雜。

那兩次地震疊加后的區域建筑震害該怎么分析呢？不急，我們有專門研究，請聽下回分解。今天我們只討論第一次7.8級地震的影響。

二、中國建筑震損分析

那中國的建筑有可能頂住這次地震的地面運動么？正好課題組此前積累了不少建筑分析模型，于是我們就把這次土耳其地震的地震動輸入進去分析了一下。

(1) 鋼筋混凝土框架結構

華東院、北京院曾經設計了一個7層鋼筋混凝土框架，設計條件為8度設防，三類場地，用于中美抗震規范設計結果對比（圖6）。課題組張弛同學建立了其非線性有限元模型，結構一階周期約為1.3-1.4s。

圖6 中國規范8度7層鋼筋混凝土框架

我們將3123臺站地震動記錄輸入該框架，得到結構的倒塌過程如圖7所示。

圖7 中國規范8度7層鋼筋混凝土框架在3123臺站地震動記錄輸入下的倒塌過程

(2) 鋼框架-支撐結構

中國建筑科學研究院設計了一棟高度166m、37層的鋼框架-支撐結構，首層層高12.9m，其余層4.2m，平面尺寸50.2mx48.6m，核心筒尺寸21.8mx20m。按8度、三類場地設計，用于中美抗震規范設計結果對比（圖8）。課題組張弛同學建立了其非線性有限元模型，結構一階周期約為5.9s。

圖8 中國規范8度37層鋼框架-支撐結構

我們將3123臺站地震動記錄輸入該框架，得到結構的動力響應過程如圖9所示。

圖9 中國規范8度37層鋼框架-支撐結構在3123臺站地震動記錄輸入下的倒塌過程

該鋼框架-支撐結構在地震下劇烈振動，中部支撐（普通矩形鋼管支撐，非BRB）發生受壓屈曲和破壞，最后整體結構失穩破壞（圖10）。

圖10 中國規范8度37層鋼框架-支撐結構在3123臺站地震動記錄輸入下的破壞情況

(3) 鋼框架結構

電子院和中建西南院共同設計了一個鋼框架結構，為一座6層的辦公樓（附加1層出屋面屋頂），首層與屋頂層高5.0 m，其余層層高3.6 m。設防烈度為8度，場地類別為II類，用于中美抗震規范設計結果對比（圖11）。課題組張弛同學建立了其非線性有限元模型，結構一階周期約為2.2s。

圖11 中國規范8度6層鋼框架結構

我們將3123臺站地震動記錄輸入該框架，得到結構的損傷狀況和層間位移角包絡如圖12所示，層間位移角也已經遠超中國抗震設計規范的限值（中國規范限值2%，計算結果為6.7%）。

圖12 中國規范8度6層鋼框架結構損傷狀況和層間位移角包絡

三、小結

本次土耳其地震，第一次7.8級地震引起的地震動就具有恐怖的破壞力，其震中附近地面運動強度遠超中國規范最高設防水平的要求。即便是按照中國規范8度設防設計的結構，在本次地震下也很可能會發生倒塌或發生遠超規范限值的嚴重變形。

自2008年汶川地震后，超設防水準地震抗倒塌的研究熱度逐年降低。而近幾次國外強震都再次提醒我們，現階段人類對地震的認識還非常有限，發生遠超設防罕遇地震水平的極端地震作用的風險客觀存在。在此我們特向周建龍大師等專家表示誠摯的謝意，感謝他們在編制中國勘察設計協會標準《建筑結構抗震性能化設計標準T/CECA 20024-2022》（）中，支持我們撰寫了“結構防地震倒塌性能設計”一章，為抗地震倒塌設計提供了參考依據。但現階段抗地震倒塌的研究和工程實踐還遠不能滿足需求，還需要學術界、工程界繼續關注和推動。

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來源：陸新征課題組

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