摘要：2023年12月18日晚，甘肅省積石山縣發(fā)生MS6.2地震，震源深度10 km。地震導(dǎo)致震區(qū)房屋出現(xiàn)不同程度的損毀，并誘發(fā)了大量同震滑坡，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失?；谝延形墨I(xiàn)資料，結(jié)合高精度遙感和野外調(diào)查數(shù)據(jù)，開展此次地震房屋破壞特征分析。結(jié)果表明：震中房屋及建構(gòu)筑物破壞以大河家鎮(zhèn)最重，石塬鎮(zhèn)、劉集鄉(xiāng)、柳溝鄉(xiāng)等次之。調(diào)查點(diǎn)內(nèi)土木結(jié)構(gòu)房屋以嚴(yán)重?fù)p壞或倒塌破壞為主;磚木結(jié)構(gòu)房屋以嚴(yán)重破壞或局部倒塌破壞為主;磚混結(jié)構(gòu)房屋破壞特征城鄉(xiāng)地區(qū)差異大，城鎮(zhèn)地區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋以一般或輕微破壞為主，農(nóng)村自建磚混結(jié)構(gòu)房屋多發(fā)生嚴(yán)重破壞;框架結(jié)構(gòu)房屋填充墻多產(chǎn)生大量裂縫與剪切破損?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析不同結(jié)構(gòu)房屋的破壞比與破壞特征、特點(diǎn)，對(duì)災(zāi)后應(yīng)急救援及房屋重建安置工作具有非常重要的意義。結(jié)合震后第一手資料，就不同結(jié)構(gòu)類型房屋的破壞特征、嚴(yán)重?fù)p壞比例，及震后地震地質(zhì)災(zāi)害與隱患等進(jìn)行分析探討。研究可為災(zāi)后房屋重建、地震震后烈度調(diào)查與地震應(yīng)急評(píng)估等相關(guān)工作提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：積石山地震; 逆沖型地震; 房屋結(jié)構(gòu); 破壞特征

中圖分類號(hào)： P315.9 ""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)： 1000-0844（2024）04-0846-11

DOI：10.20000/j.1000-0844.20240116001

Damage characteristics of buildings caused by the

Jishishan MS6.2 earthquakeGUO Haitao JIA Yuanyuan WANG Huijuan CHE Gaofeng

XIA Xiaoyu ZHANG Xiao

（1.Gansu Earthquake Agency， Lanzhou 730030， Gansu， China;

2. Lanzhou Institute of Seismology， CEA， Lanzhou 730030， Gansu， China;

3. Key Laboratory of Loess Earthquake Engineering， CEA， Lanzhou 730030， Gansu， China;

4. School of Civil Engineening， Lanzhou University of Technology， Lanzhou 730050， Gansu， China）Abstract：

On the night of December 18， 2023， an MS6.2 earthquake occurred in Jishishan County， Gansu Province， with a focal depth of 10 km. The earthquake caused varying degrees of damage to the houses in the epicenter area and induced a large number of co-seismic landslides， resulting in serious casualties and economic losses. The damage characteristics of the houses were analyzed using high-precision remote sensing and field survey data. Results show that the houses in Dahejia Town received the most severe damage， followed by the houses in Shiyuan Town， Liuji Township， and Liugou Township. The civil structure houses in the survey sites are seriously damaged or collapsed; brick-wood structure houses are seriously damaged or locally collapsed. The damage characteristics of brick-concrete structure houses vary greatly between urban and rural areas. Most houses in urban areas are slightly damaged， and the self-built brick-concrete structure houses in rural areas are mostly seriously damaged. The infilled walls of frame-structure houses produce cracks and show shear damage. Analyzing the damage ratio and damage characteristics of houses with different structures through on-site investigation is of great significance for post-disaster emergency rescue and housing reconstruction. Based on the first-hand data after the earthquake， this study analyzes and discusses the damage characteristics， serious damage ratio， and post-earthquake geological disasters and the hidden dangers in houses with different structural types to provide insights for post-earthquake housing reconstruction， post-earthquake intensity investigation， and earthquake emergency evaluation.

Keywords：Jishishan earthquake; thrust earthquake; housing structure; damage characteristics

0引言

2023年12月18日，甘肅省積石山縣發(fā)生6.2級(jí)地震，此次地震震中位于（35.7°N，102.79°E），震源深度10 km。震后最大烈度Ⅷ度，等震線長軸呈NNW走向，長軸124 km，短軸85 km，Ⅵ度區(qū)及以上面積共8 364 km2，其中甘肅省5 232 km2，青海省3 132 km2。此次地震涉及甘肅省3個(gè)市（州）9個(gè)縣（市、區(qū)）共88個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）以及太子山天然林保護(hù)區(qū)、蓋新坪林場(chǎng)，涉及青海省2個(gè)市（州）4個(gè)縣（市）30個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)［1］。震中積石山保安族東鄉(xiāng)族撒拉族自治縣人口密度大，且地震發(fā)震于凌晨時(shí)段，在震后造成了大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)王潤妍等［2］初步分析結(jié)果表明：拉脊山北緣斷裂呈NNW走向，SWW傾向，傾角在45°～55°范圍，與震源機(jī)制中心解的節(jié)面Ⅰ較為一致，判斷拉脊山北緣斷裂為此次地震發(fā)震斷裂，斷層性質(zhì)屬逆沖型［2-3］。楊九元等［4］基于同震庫侖應(yīng)力變化發(fā)現(xiàn)：拉脊山北緣斷裂東分支斷層中段、拉脊山南緣斷裂東分支斷層南段和西秦嶺北緣斷裂西段仍具有較高的地震危險(xiǎn)性。

震中位于青藏高原與黃土高原過渡帶，地貌形態(tài)以梁、峁為主。地震在厚覆蓋黃土區(qū)誘發(fā)了大量的黃土崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，房屋等建構(gòu)筑物也發(fā)生了倒塌與嚴(yán)重?fù)p壞，間接造成了大量人員傷亡，其破壞性遠(yuǎn)超目前同等級(jí)別地震。根據(jù)前人開展的場(chǎng)地地震動(dòng)相關(guān)研究成果，震區(qū)所處黃土場(chǎng)地有非常明顯的地震動(dòng)場(chǎng)地放大效應(yīng)［5］，會(huì)造成非常強(qiáng)的地震動(dòng)表層輸入，極易造成較大地表破壞。儀器烈度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，極震區(qū)的地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度（PGA）非常高，對(duì)震區(qū)房屋造成了非常嚴(yán)重的損毀；再者，黃土覆蓋區(qū)地震波衰減速度慢，表現(xiàn)為本次地震東西兩側(cè)震感差異大，在震區(qū)向東黃土高原腹地一側(cè)，慶陽、西安等地區(qū)均有非常強(qiáng)烈的震感，而向西一側(cè)黃土層覆蓋較薄，場(chǎng)地效應(yīng)不顯著。陳博等［6］在震后利用多時(shí)相合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量相干性變化方法獲取了地震建筑物損害代理圖，通過衛(wèi)星遙感解譯出同震滑坡共3 767處，總面積9.67 km2，多為黃土滑坡，主要分布于高程1 900～2 200 m、坡度20°～40°、坡向SE、距斷層10 km和距水系2.2 km之內(nèi)，黃土滑坡場(chǎng)地放大效應(yīng)明顯。相比于以往同級(jí)地震誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模，此次地震地質(zhì)災(zāi)害分布廣、規(guī)模小。

除逆沖型發(fā)震構(gòu)造和復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境、地形地貌等因素外，此次地震震中區(qū)大量農(nóng)村房屋嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌的另一個(gè)重要原因在于現(xiàn)存房屋自身抗震性能較差。俞兆熙［7］分析了農(nóng)村自建房的安全隱患及防范措施，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村自建房主要存在兩個(gè)方面問題：（1）早期建造的農(nóng)村自建房已超20年使用年限，由于當(dāng)時(shí)建造技術(shù)水平較低，建筑材料性能不足，存在許多安全隱患；（2）我國農(nóng)村自建房管理混亂，包括選址、設(shè)計(jì)、施工等各環(huán)節(jié)均存在漏洞。此外，還存在違規(guī)搶建、搭建及改造等情況，進(jìn)一步增加了農(nóng)村自建房的安全隱患。而震中積石山地區(qū)農(nóng)村大量的自建房屋普遍存在以上兩方面問題，因此，給災(zāi)區(qū)人民造成了非常嚴(yán)重的災(zāi)害損失。

王蘭民等［8-9］對(duì)西部、華北地區(qū)發(fā)生的21次地震的實(shí)際震害資料進(jìn)行分析，總結(jié)了不同農(nóng)居結(jié)構(gòu)類型在不同地震烈度下的震害表現(xiàn)，確定了各類農(nóng)居破壞程度劃分標(biāo)準(zhǔn)，給出了不同類型農(nóng)居結(jié)構(gòu)房屋在不同地震烈度下的震害預(yù)測(cè)結(jié)果；同時(shí)，對(duì)西北地區(qū)農(nóng)村民房現(xiàn)狀及抗震技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。然而，我國不同區(qū)域農(nóng)村房屋受地理、氣候、文化等因素影響，形成了截然不同的建筑風(fēng)格，尤其在少數(shù)民族聚居區(qū)，農(nóng)村自建建筑具有非常明顯的地域特征。因此，為能準(zhǔn)確評(píng)估震后不同區(qū)域震害表現(xiàn)，對(duì)震區(qū)房屋的建設(shè)特征、特點(diǎn)與同震破壞特征進(jìn)行相關(guān)研究是非常必要的。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近年來隨著房屋抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的提高，地震造成的直接房屋倒塌致死人員比例逐步降低，其總傷亡人數(shù)比例遠(yuǎn)低于地震地質(zhì)災(zāi)害所造成的人員傷亡比例。然而，此次地震造成人員傷亡的致災(zāi)因素中，由房屋倒塌損壞造成的人員傷亡卻占有非常大的比例。僅有青海省中川鄉(xiāng)在地震作用下場(chǎng)地發(fā)生黃土液化，導(dǎo)致大范圍的黃土泥流滑動(dòng)，造成了20余人的傷亡，其余人員傷亡均由房屋或其他一般建構(gòu)筑物倒塌或嚴(yán)重破壞傾覆所致。本文基于震后第一手調(diào)查資料數(shù)據(jù)，就該地區(qū)不同結(jié)構(gòu)房屋建設(shè)特點(diǎn)、房屋破壞特征，及震后隱患等方面進(jìn)行分析探討。

1震中地質(zhì)環(huán)境與地形地貌

甘肅省臨夏州積石山保安族東鄉(xiāng)族撒拉族自治縣位于青藏高原與黃土高原過渡區(qū)，地貌環(huán)境為黃土梁、峁與沉積階地。該縣地處臨夏州西北角小積石山東麓，東南與臨夏縣接壤，西與循化縣毗鄰，北與民和縣隔河相望，東北部與永靖縣以黃河為界。此次地震發(fā)震構(gòu)造為拉脊山斷裂南段（圖1）。該區(qū)域活動(dòng)斷裂發(fā)育，歷史強(qiáng)震活動(dòng)頻繁，自1949年以來震中周邊200 km范圍內(nèi)發(fā)生6.0～6.9級(jí)地震2次，5.0～5.9級(jí)地震14次［10-11］。此次地震發(fā)震斷裂為拉脊山北緣逆沖斷裂，斷裂兩側(cè)地貌主要由斷裂西側(cè)的積石山山脈（海拔2 200～3 500 m）和斷裂東側(cè)的低緩丘陵內(nèi)嵌盆地（海拔1 800～2 200 m）組成［12］，發(fā)震斷裂的下盤（東側(cè)）地層巖性主要為新近系他拉組和毛溝組的砂泥紅色巖系，地表覆蓋厚度不均的上更新統(tǒng)馬蘭黃土，斷裂上盤（西側(cè)）主要以侵入巖為主［10］。

2 房屋的結(jié)構(gòu)特征與破壞特征

田得元［13］依據(jù)我國農(nóng)村房屋結(jié)構(gòu)類型的具體情況以及現(xiàn)有房屋結(jié)構(gòu)分類研究成果，綜合考慮農(nóng)村房屋的承重方式以及建筑風(fēng)格等因素，將我國農(nóng)村地區(qū)房屋建筑結(jié)構(gòu)類型劃分為：土木結(jié)構(gòu)、石木結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)，對(duì)不同區(qū)域內(nèi)不同結(jié)構(gòu)房屋破壞特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過大量調(diào)查積石山6.2級(jí)地震Ⅵ度區(qū)及以上范圍內(nèi)房屋破壞情況發(fā)現(xiàn)：區(qū)域內(nèi)存在的房屋結(jié)構(gòu)類型主要分為四種，分別為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)及框架結(jié)構(gòu)房屋。其中，農(nóng)村地區(qū)主要以土木、磚木及磚混結(jié)構(gòu)房屋為主，城鎮(zhèn)地區(qū)以部分磚混及大量框架中高層房屋為主，兩者破壞程度有很大差別。究其原因，在于農(nóng)村多自建房，且大量房屋相對(duì)老舊，無圈梁構(gòu)造柱等抗震結(jié)構(gòu)，而城鎮(zhèn)地區(qū)房屋建設(shè)大多采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，建造標(biāo)準(zhǔn)較高，房屋抗震性能較好。因此，此次地震人員傷亡多發(fā)生于農(nóng)村地區(qū)。就整個(gè)地區(qū)來說，土木結(jié)構(gòu)房屋現(xiàn)存比例較小，主要為90年代至今的土木房屋，時(shí)間跨度大，多存在于農(nóng)村地區(qū)，其總量約占房屋總保有量的5%，磚木結(jié)構(gòu)房屋約占30%，磚混、框架及其他結(jié)構(gòu)約占65%。核心村鎮(zhèn)內(nèi)現(xiàn)有老舊土木房屋大部分被毀壞;磚木房屋大量倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞;磚混房屋出現(xiàn)大量的剪切裂縫與局部結(jié)構(gòu)破壞;框架房屋填充墻及大量非結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞。從此次地震因房屋倒塌或嚴(yán)重破壞導(dǎo)致的大量人員致死或致傷原因分析，大量的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件倒塌為最主要因素，帶有非常明顯的地域人文特征。

2.1土木結(jié)構(gòu)

積石山縣土木房屋保有量少，土木房屋墻體及房屋結(jié)構(gòu)始建于20世紀(jì)80—90年代。夯土墻體破碎，木屋頂蟲蛀侵蝕嚴(yán)重，房屋整體抗震性能非常差，如圖1所示。震中區(qū)土木房屋全部發(fā)生損壞，有部分在倒塌過程中造成了人員傷亡。如圖2（a）～（c）所示，土木房屋屋頂木構(gòu)架發(fā)生坍塌或脫卯，上部結(jié)構(gòu)及覆蓋層塌落至屋內(nèi)，造成人員傷亡。土木房屋發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞或坍塌，除房屋老舊外，混合墻體承重、縱橫墻體間無連接或弱連接是重要因素，導(dǎo)致土木結(jié)構(gòu)房屋在地震作用下墻體極易發(fā)生外閃，從而造成房屋的整體結(jié)構(gòu)破壞或完全倒塌，如圖2（d）～（f）所示。

2.2磚木結(jié)構(gòu)

磚木結(jié)構(gòu)房屋總體破壞特征與土木房屋接近。在房屋建設(shè)結(jié)構(gòu)特征上，磚木結(jié)構(gòu)多將夯土墻體更換為24 cm承重墻體，屋頂結(jié)構(gòu)與土木房屋上層屋頂結(jié)構(gòu)保持相同，如圖3所示。不同于其他地區(qū)土木或磚木房屋設(shè)計(jì)，該地區(qū)木屋頂橫梁為“多段式”，采用一段一挎榫卯連接，如圖3（a）～（d）所示。磚木房屋未經(jīng)過地基處理與圈梁構(gòu)造柱設(shè)計(jì)，縱橫墻間連接差，地震發(fā)生時(shí)房屋圍墻總體發(fā)生外閃或內(nèi)閃，以外閃為主［圖3（g）］。墻體外閃后上層斷接梁屋頂發(fā)生完全坍塌，對(duì)室內(nèi)人員造成傷害。大量磚木結(jié)構(gòu)房屋門洞間墻寬距不足［圖3（e）］，在地震作用下極易壓剪破壞，同時(shí)間墻與上部結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，缺乏連接，結(jié)構(gòu)未能形成整體，極易發(fā)生水平剪斷破壞［圖3（c）］。磚木結(jié)構(gòu)房屋能夠發(fā)生如此嚴(yán)重的破壞或倒塌，主要原因在于逆沖型地震釋放能量大，黃土地形放大效應(yīng)明顯；其次，房屋承重墻體黏結(jié)性非常差，水泥使用標(biāo)準(zhǔn)低，部分隔間墻采用黃泥膠結(jié);再者，房屋設(shè)計(jì)與建造復(fù)雜混亂，個(gè)別墻體砌筑存在通縫，在地震時(shí)房屋極易發(fā)生剪切破壞，從而引起房屋結(jié)構(gòu)的整體坍塌。

2.3磚混結(jié)構(gòu)

磚混結(jié)構(gòu)房屋抗震性能遠(yuǎn)高于土木或磚木結(jié)構(gòu)房屋。根據(jù)以往調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，在Ⅷ度區(qū)內(nèi)低層磚混結(jié)構(gòu)破壞以X型剪切裂縫為主，房屋結(jié)構(gòu)整體很少發(fā)生嚴(yán)重破壞。然而此次地震后經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，磚混結(jié)構(gòu)房屋的破壞程度相比以往嚴(yán)重。近年來隨著經(jīng)濟(jì)情況相對(duì)好轉(zhuǎn)，居民對(duì)房屋進(jìn)行了重建，其主要建設(shè)層高為一層或兩層，有極少量的三層結(jié)構(gòu)。調(diào)查區(qū)內(nèi)典型磚混結(jié)構(gòu)房屋建設(shè)如圖4（a）、（b）、（h）所示，磚混一層房屋建筑了地圈梁，設(shè)計(jì)有部分構(gòu)造柱［圖4（a）］，然而結(jié)構(gòu)分布不合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體偏心。由于層高較低，地震時(shí)一層未發(fā)生非常嚴(yán)重的損壞，結(jié)構(gòu)整體也未出現(xiàn)嚴(yán)重毀壞。然而，在該區(qū)域內(nèi)普遍存在建設(shè)一層以后加蓋二層或三層。由于前期未考慮多層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在后期建設(shè)過程中也未考慮加固，導(dǎo)致存在大量的上下二層變平面設(shè)計(jì)房屋［圖4（i）～（k）］，在現(xiàn)有一層基礎(chǔ)之上砌筑上部二層結(jié)構(gòu)并直接封頂。一層頂部樓板、上層頂部樓板與中間二層墻體三者間構(gòu)成上下結(jié)構(gòu)，水平連接非常弱。因此，在地震水平剪切力作用下，二層墻體極易發(fā)生嚴(yán)重壓剪、扭剪破壞［圖4（c）～（d）］，部分結(jié)構(gòu)發(fā)生平移。調(diào)查區(qū)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)存在變平面設(shè)計(jì)二層及以上結(jié)構(gòu)時(shí)，二層破壞非常嚴(yán)重或完全倒塌，如圖4（d）所示，年久未經(jīng)維護(hù)房屋二層結(jié)構(gòu)整體發(fā)生倒塌。穩(wěn)定性較好的磚混結(jié)構(gòu)房屋門洞間墻處發(fā)生多處剪斷，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大大降低。雖然未發(fā)生如土木及磚木結(jié)構(gòu)房屋整體性坍塌的情況，但房屋基本失去了安全使用功能。在科學(xué)考察過程中發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)門庭結(jié)構(gòu)建設(shè)差異非常大，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不高。如圖4（e）～（g）所示，門庭結(jié)構(gòu)均發(fā)生了不同程度的破壞或完全坍塌，破壞模式可分為三類：（1）門庭連接結(jié)構(gòu)水平牽引脫離，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，從而導(dǎo)致嚴(yán)重破壞或完全倒塌［圖4（e），（g）］;（2）門庭水平向發(fā)生多處剪斷，位置一般發(fā)生于結(jié)構(gòu)變異處，如圍墻銜接處等位置;（3）門庭南北向屋脊大多發(fā)生閃斷塌落。以上三種情況均在震時(shí)給人員逃生安全造成了非常大的隱患。

2.4框架結(jié)構(gòu)

農(nóng)村地區(qū)框架結(jié)構(gòu)房屋存量相對(duì)較少，主要分布于城鎮(zhèn)地區(qū)的中高層房屋建設(shè)中?？蚣芙Y(jié)構(gòu)房屋總體抗震性能好，在Ⅷ度區(qū)其破壞特征主要為填充墻體破壞，個(gè)別嚴(yán)重?fù)p壞建筑中大量填充磚剪切破碎、墻皮大量脫落給墻體兩側(cè)空間內(nèi)人員通行造成安全隱患［圖5（a）、（b）、（e）、（f）］，但主體梁柱基本完好，未見有嚴(yán)重?fù)p壞。破壞較嚴(yán)重的框架房屋建筑多由地基沉降等原因?qū)е?，地震后基礎(chǔ)部分不均勻失效導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)房屋發(fā)生了整體性輕微傾斜［圖5（c）、（d）、（g）］。然而，在后期考察過程中發(fā)現(xiàn)一類新現(xiàn)象：在村鎮(zhèn)結(jié)合部位，對(duì)于自建二層框架結(jié)構(gòu)房屋的規(guī)劃設(shè)計(jì)仍然不規(guī)范，施工過程中出現(xiàn)柱體半懸空澆筑現(xiàn)象［圖5（h）］。主要原因是施工專業(yè)性不過關(guān)，導(dǎo)致建設(shè)過程中出現(xiàn)明顯錯(cuò)位，因此給房屋結(jié)構(gòu)留下了非常大的安全隱患。

3調(diào)查點(diǎn)不同結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重?fù)p壞比與破壞特征

根據(jù)應(yīng)急管理部、中國地震局發(fā)布的地震烈度區(qū)劃圖，震中為Ⅷ度區(qū)，等震線長軸呈NNW-SSE走向?；诠俜桨l(fā)布的烈度圖，在震后通過抽樣調(diào)查方法，開展了不同結(jié)構(gòu)房屋破壞特征與破壞比調(diào)查、分析，對(duì)Ⅷ度區(qū)、Ⅶ度區(qū)及Ⅵ度區(qū)內(nèi)部按村鎮(zhèn)分別進(jìn)行了調(diào)查點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，分析后得到了基于調(diào)查區(qū)抽樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的不同結(jié)構(gòu)房屋的破壞比，如表1所列。

基于震后科學(xué)考察與表1記錄數(shù)據(jù)分析得出：在Ⅷ度區(qū)內(nèi)不同房屋結(jié)構(gòu)類型的房屋破壞模式有所不同，土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋主要發(fā)生結(jié)構(gòu)整體的完全破壞，具體表現(xiàn)為完全倒塌或大面積嚴(yán)重?fù)p毀，墻體多發(fā)生外閃坍塌，上部屋頂結(jié)構(gòu)塌陷掉落。經(jīng)過宏觀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，房屋破壞具有非常明顯的方向性，朝向一致，房屋屋脊完全外閃倒塌，而垂直走向房屋屋脊卻基本完好。磚混結(jié)構(gòu)主要以承重墻體與結(jié)構(gòu)連接部位的牽引破壞與剪切破壞為主，墻體破碎嚴(yán)重，部分承重墻有較嚴(yán)重破壞，女兒墻、房屋屋脊等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生大量破壞?？蚣芙Y(jié)構(gòu)房屋以填充墻與裝飾等非承重構(gòu)件的剪切破壞為主，房屋整體結(jié)構(gòu)完好，個(gè)別出現(xiàn)地基沉降，導(dǎo)致房屋有整體性輕微傾斜?？傮w來說，震中Ⅷ度區(qū)調(diào)查點(diǎn)內(nèi)不同結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重?fù)p壞比例偏高?；冖葏^(qū)石塬鎮(zhèn)、大河家鎮(zhèn)、吹麻灘鄉(xiāng)等村鎮(zhèn)調(diào)查點(diǎn)內(nèi)抽樣數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)：土木結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重?fù)p壞比例約65%以上，破壞形式主要以房屋屋頂、墻體的嚴(yán)重?fù)p壞或房屋局部、完全倒塌為主，且基本分布于農(nóng)村地區(qū);磚木結(jié)構(gòu)房屋主要分布于農(nóng)村與城市城中村地區(qū)，嚴(yán)重?fù)p壞比例在55%以上，多以一般破壞與嚴(yán)重破壞為主，嚴(yán)重破壞主要以農(nóng)村磚木結(jié)構(gòu)房屋為主，其中房屋淋浴隔墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件倒塌造成了一定人員傷亡;磚混結(jié)構(gòu)房屋在城、鄉(xiāng)地區(qū)破壞差異性較大，農(nóng)村自建房多數(shù)未進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計(jì)，震后以嚴(yán)重破壞為主，且少數(shù)農(nóng)村自建磚混結(jié)構(gòu)房屋發(fā)生了非常嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞，房屋整體結(jié)構(gòu)雖未發(fā)生完全倒塌，但其間墻、側(cè)墻等卻產(chǎn)生了大的剪切位移，導(dǎo)致房屋安全性大大降低，城鎮(zhèn)地區(qū)房屋則多以一般破壞為主，多表現(xiàn)為小型剪切裂縫，二者總體破壞比例達(dá)30%以上;框架結(jié)構(gòu)房屋總體完好，然而極震區(qū)大量框架結(jié)構(gòu)房屋的填充墻、吊頂、飾品等均有損壞或掉落，個(gè)別房屋存在填充墻的剪切破損或掉落。同時(shí)，Ⅵ度及Ⅶ度區(qū)內(nèi)土木及磚木結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重?fù)p壞比例相對(duì)較高，磚混結(jié)構(gòu)房屋破壞比例也偏高。究其原因，主要在于農(nóng)村大量磚木、磚混自建房抗震能力差?？蚣芊课菡w性較好，一般在Ⅷ度區(qū)不會(huì)出現(xiàn)較大的結(jié)構(gòu)問題。然而，此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對(duì)于填充墻、非構(gòu)建物及飾品等在中強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，給逃生人員造成了極大的安全隱患。由此，建議提高填充墻建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，避免發(fā)生墻體剪碎塌落現(xiàn)象，同時(shí)要考慮房屋空間裝飾物的安全性布置等。

同時(shí)，中國地震局工程力學(xué)研究所烈度速報(bào)臺(tái)站及周邊震害調(diào)查數(shù)據(jù)表明：沿整個(gè)烈度長軸NNE-SSW向進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，其山脊部分具有明顯的地形放大效應(yīng)，其PGA、PGV數(shù)據(jù)非常明顯。

4房屋破壞原因初步分析

從房屋建設(shè)幾何形態(tài)、承重材料角度分析，震中農(nóng)村房屋可細(xì)分為土木結(jié)構(gòu)單坡、雙坡平房，木架與生土墻混合承重平房，磚木結(jié)構(gòu)單坡、雙坡平房，磚混結(jié)構(gòu)單層及多層等幾種形式，各結(jié)構(gòu)類型房屋破壞特征差異性較大。相同結(jié)構(gòu)的土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋，單坡主要以圍墻外閃與局部坍塌破壞為主，屋頂結(jié)構(gòu)一般未發(fā)生大的塌陷；而雙坡房屋主要以屋脊斷挫、屋頂塌陷為主，墻體局部發(fā)生外閃破壞。從承重結(jié)構(gòu)分析，土木、磚木混合承重房屋破壞很明顯，主要原因是混合圍墻連接弱，且受力構(gòu)件分布不合理。磚混結(jié)構(gòu)房屋未發(fā)生結(jié)構(gòu)性坍塌，但總體破壞嚴(yán)重，主要與建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理、建造強(qiáng)度不夠有關(guān)。

對(duì)比前人震后房屋破壞特征調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：根據(jù)以往震害特征表現(xiàn)，土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋在Ⅵ度區(qū)以上一般會(huì)受到中等或嚴(yán)重破壞，其中Ⅷ度區(qū)及以上全部土木房屋倒塌［14］，具體破壞特征表現(xiàn)為土木結(jié)構(gòu)房屋的貫穿型裂縫、墻體傾斜，磚木結(jié)構(gòu)房屋的沿墻體齒縫、通縫的砌體破壞［15］；此次地震造成農(nóng)村現(xiàn)存土木結(jié)構(gòu)房屋近乎全部倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞，磚木結(jié)構(gòu)房屋上部屋頂結(jié)構(gòu)坍塌、墻體外閃倒塌。農(nóng)村自建無抗震構(gòu)造措施的磚混結(jié)構(gòu)房屋整體發(fā)生嚴(yán)重破壞或倒塌，承重墻承擔(dān)豎向荷載、水平荷載多發(fā)生X型剪切，墻體開裂震害嚴(yán)重［16］；而無設(shè)防磚混結(jié)構(gòu)由于開窗洞口偏大，多發(fā)生間墻的水平剪切位錯(cuò)，尤其二層及以上結(jié)構(gòu)在Ⅷ度區(qū)發(fā)生了非常嚴(yán)重的損壞或倒塌?？蚣芙Y(jié)構(gòu)一般損壞特征表現(xiàn)為梁-柱框架與填充墻變形不協(xié)調(diào)變形導(dǎo)致的裂縫［17］；而此次地震表現(xiàn)為：Ⅵ度、Ⅶ度區(qū)框架結(jié)構(gòu)發(fā)生填充墻的輕微破壞，Ⅷ度區(qū)部分填充墻體被剪碎貫穿，墻皮大量脫落，飾品墜地，破壞較嚴(yán)重。個(gè)別樓體出現(xiàn)地基基礎(chǔ)問題，整體發(fā)生小角度傾斜，使得房屋整體不可修復(fù)。

綜上所述，本地區(qū)房屋建筑結(jié)構(gòu)主要存在以下幾個(gè)方面的問題，極大地影響了房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能：

（1） 房屋建筑的局部構(gòu)件建設(shè)強(qiáng)度不足。房屋構(gòu)件設(shè)計(jì)未考慮局部承壓，少數(shù)砌體結(jié)構(gòu)房屋梁底未設(shè)置混凝土梁墊。本次地震動(dòng)豎向峰值較大，在地震瞬時(shí)作用下，梁底局部墻體被壓裂，個(gè)別柱頭被壓碎。

（2） 承重結(jié)構(gòu)混合使用，連接性差。農(nóng)村自建房存在多結(jié)構(gòu)形式的混合承重設(shè)計(jì)，存在房屋前墻、側(cè)墻為磚砌體承重，后墻為土坯承重?？v橫墻間無膠結(jié)或連接很弱，無搓牙與其他拉接措施，在水平地震作用下極易發(fā)生部分墻體的外閃倒塌。

（3） 房屋整體性差，整體結(jié)構(gòu)“頭重腳輕”。大量房屋上下結(jié)構(gòu)變平面，僅有地圈梁，未設(shè)有上圈梁、構(gòu)造柱，個(gè)別房屋采用磚柱。多數(shù)磚混結(jié)構(gòu)房屋上部產(chǎn)生了剪切裂縫或間墻位錯(cuò)，個(gè)別房屋徹底倒塌。

（4） 砌筑不規(guī)范。少數(shù)砌體結(jié)構(gòu)砌筑不夠規(guī)范，未進(jìn)行錯(cuò)縫砌筑，導(dǎo)致墻體形成豎向通縫。轉(zhuǎn)角位置無錯(cuò)縫，未留馬牙茬，造成轉(zhuǎn)角位置豎向通縫。

（5） 縱橫墻及砌體女兒墻無拉結(jié)。女兒墻直接采用磚砌體，未增設(shè)混凝土壓頂及構(gòu)造柱，缺少和主體結(jié)構(gòu)的可靠連接。因地震導(dǎo)致女兒墻脫落，造成人員傷亡。

（6） 開窗洞口大，窗間墻的寬度不足。自建房追求視界及采光，設(shè)計(jì)有較大的開窗門洞，導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)窗間墻寬度不夠。地震導(dǎo)致 “一”字形窗間墻產(chǎn)生剪切斜裂縫，從而發(fā)生嚴(yán)重破壞。

（7） 基礎(chǔ)沉降。部分磚混及框架結(jié)構(gòu)房屋對(duì)存在的軟弱層或不良地基基礎(chǔ)未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)處理，多數(shù)以磚、片石砌筑條形基礎(chǔ)，未設(shè)置地圈梁。地震導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，房屋整體產(chǎn)生大量裂縫并發(fā)生傾斜或倒塌。

（8） 房屋建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)的特殊性。震中位于少數(shù)民族聚居區(qū)，建筑風(fēng)格獨(dú)特，如土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋屋頂采用多段式跨梁設(shè)計(jì)，極易發(fā)生脫落或局部塌陷。鄰床設(shè)計(jì)淋浴隔墻，震時(shí)均造成了人員傷亡。

5結(jié)論與討論

本文通過對(duì)比和總結(jié)此次地震不同結(jié)構(gòu)房屋的震害特征、特點(diǎn)，初步分析了不同烈度區(qū)房屋高破壞比和不同結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重破壞的主要原因，得出主要結(jié)論如下：

（1） 農(nóng)村地區(qū)房屋建筑地域特征明顯，大量自建房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，且抗震設(shè)計(jì)、規(guī)劃理念較弱。建議加強(qiáng)宣傳和引導(dǎo)，調(diào)整和優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)，在充分考慮建筑安全性的條件下，再結(jié)合人文風(fēng)俗進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的新設(shè)計(jì)，如：磚木結(jié)構(gòu)房屋可采用一般通梁建設(shè)，減少磚混結(jié)構(gòu)等房屋的門洞開口空間等。

（2） 自建房承重構(gòu)架分布不合理且強(qiáng)度不夠，承壓能力不足。建議整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高房屋承重構(gòu)件的建設(shè)強(qiáng)度。

（3） 女兒墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震中破壞嚴(yán)重，易造成人員二次傷害。建議重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)劃、建設(shè)問題。

（4） 框架結(jié)構(gòu)房屋整體抗震性能較好，然而由于場(chǎng)地條件及基礎(chǔ)處理等原因，房屋基礎(chǔ)發(fā)生了沉降，造成樓體傾斜。建議開展場(chǎng)地選址評(píng)價(jià)，提高基礎(chǔ)處理標(biāo)準(zhǔn)。

此次地震除房屋嚴(yán)重破壞外，震區(qū)發(fā)生有大量的小型崩塌與滑坡地質(zhì)災(zāi)害，但體量相對(duì)較小，未能造成道路的大面積中斷。然而，由于場(chǎng)地條件的差異性，在中川鄉(xiāng)誘發(fā)了黃土液化泥流，造成20余人死亡。地震發(fā)生在黃土梁、峁區(qū)，通路及房屋建設(shè)過程中開挖形成大量陡坎，經(jīng)過雨水沖刷及自然風(fēng)化，形成大量裂隙。在地震發(fā)生后，多處陡坡上的建筑地基發(fā)生了局部崩塌，部分基礎(chǔ)懸空，給上部建筑造成極大安全隱患。再者，許多道路臨界溝坎在震后形成了大量裂縫，路基受到嚴(yán)重?fù)p壞，在震后降雪消融或雨季時(shí)，形成極大隱患。因此，震后急需對(duì)震區(qū)道路路基進(jìn)行全面檢查與修復(fù)，并在后期道路規(guī)劃與房屋建設(shè)時(shí)充分考慮地質(zhì)環(huán)境與條件，盡可能避開不良地段，同時(shí)做好地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作。

致謝：在震后應(yīng)急調(diào)查及科學(xué)考察過程中得到了中國地震應(yīng)急搜救中心劉軍，北京師范大學(xué)張化，甘肅省地震局現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)、應(yīng)急管理廳及甘肅省地震局多位相關(guān)專家、同事的大力支持。在此，一并表示衷心感謝！

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（本文編輯：任棟）