新疆于田7.3级地震建筑物震害分析与启示1

杜晓霞尤 捷李亦纲李岩峰杨新红

1）北京工业大学，北京 100124

2）南京林业大学，南京 210037

3）中国地震应急搜救中心，北京 100049

4）中国地震局，北京 100036

新疆于田7.3级地震建筑物震害分析与启示1

杜晓霞1,3)尤 捷2,4)李亦纲3)李岩峰3)杨新红3)

1）北京工业大学，北京 100124

2）南京林业大学，南京 210037

3）中国地震应急搜救中心，北京 100049

4）中国地震局，北京 100036

本文介绍了新疆于田7.3级地震灾区建筑物主要结构类型和特点，分析了典型震害现象及特征，阐明了新疆先后实施的抗震安居工程和安居富民工程在提高建筑物抗震性能、减轻地震灾害损失方面发挥的重要作用。在总结抗震安居工程和安居富民工程建设成效的基础上，结合于田多民族聚居的实际情况，对城乡居民房屋的抗震设计和施工提出了一些建议，可为灾后恢复重建以及其他地区的民居建设提供借鉴和参考。

于田地震 建筑结构 震害特征 抗震设防

引言

2014年2月12日17时19分（北京时间），新疆和田地区于田县发生7.3级地震，震中距于田县阿羌乡50km，民丰县城108km，于田县城112km，震中海拔高度4500—5000m。地震主要波及于田县、策勒县、民丰县、洛浦县、和田县、且末县的39个乡镇，受灾总面积约128310km2，受灾人口约45.5万人。通过对灾区进行震害调查、烈度评定，同时结合强震动仪记录结果，此次地震的最高烈度为Ⅸ度（图1）（新疆地震局，2014）。其中，Ⅸ度区和Ⅷ度区分布在高山无人区，Ⅶ度和Ⅵ度区的南部（图1中虚线部分）为山区，无居民点，主要依据此次地震震源破坏和历史地震理论数据计算得出；其余经实际调查得出（图1中实线部分）。

地震造成29701户118802间房屋发生不同程度破坏，公路、桥梁、水利等基础设施也遭到不同程度破坏，无人员伤亡。此次地震中，灾区倒塌房屋主要为老旧土坯房屋，抗震安居工程和安居富民工程的开展在保护灾区群众生命财产安全方面发挥了重要作用，也是未造成人员伤亡的一个重要原因。本文在地震现场震害调查工作的基础上，依据《建（构）筑杜晓霞，尤捷，李亦纲，李岩峰，杨新红，2014．新疆于田7.3级地震建筑物震害分析与启示．震灾防御技术，9（3）：487—495．doi：10.11899/zzfy20140316

图1 新疆于田7.3级地震烈度图Fig. 1 Intensity distribution of the Yutian MS7.3 earthquake

物地震破坏等级划分（GB/T 24335-2009）》（中华人民共和国国家标准，2009）对建筑物进行了地震破坏等级划分，并参考历史地震中建筑物震害分析的方法和思路（王世元等，2013；葛鸣等，2012；兰日清等，2013；秦松涛等，2010），对灾区不同结构类型建筑物的特点和震害进行了分析。在总结当地抗震安居工程和安居富民工程建设经验的基础上，对城乡民居房屋的抗震设计和施工提出了一些建议，以期为灾后恢复重建以及其他地区的民居建设提供借鉴和参考。

1 主要结构类型及震害特征

现场调查发现，此次地震灾区建筑物的结构类型主要有砖混结构、砖木结构、木架结构和土坯房四种。

1.1 砖混结构

砖混结构是以砖墙作为主要竖向承重构件、楼（屋）盖采用钢筋混凝土构件的混合结构房屋，具有就地取材、施工便捷、承载力较高、耐久性好等优点，在全疆经济条件较好的地区被广泛采用。此次地震中，砖混结构房屋主要集中在县、乡、镇所在地，多用于办公用房或多层住宅。

现场震害调查表明：Ⅶ度区内砖混结构房屋部分出现轻微裂缝（图2），Ⅵ度区少量出现轻微裂缝（图3），震害不明显；整体设计合理、施工规范的砖混结构房屋基本保持完好无损。

砖混结构主要以墙体的破坏为主，破坏现象有承重墙、墙体拐角处、门窗角处等位置出现斜裂缝，主要是因墙体在地震作用下发生剪切变形产生的；墙体与楼屋盖连接处、门窗过梁下等位置出现水平裂缝，一些房屋还出现了外墙瓷砖掉落等现象。调查表明，砖混结构房屋在此次地震中未出现中等以上破坏。

图2 叶亦克乡幼儿园砖混结构Fig.2 Shear crack in wall of masonry structure in a kindergarten

图3 斯也克乡科克麦提双语幼儿园Fig.3 Crack in partition of masonry structure in a kindergarten

1.2 砖木结构

砖木结构是以砖墙作为主要竖向承重构件，楼（屋）盖采用木构件承重的混合结构房屋。由于不需要支模浇筑混凝土屋盖，施工起来更为便捷，并且可在木屋架上铺草、座泥或挂瓦，房屋保温隔热性能较好，经济性也比砖混结构要好。因此，砖木结构在全疆被广泛采用。此次地震灾区的砖木结构是安居富民工程的主要结构形式，各县完成情况不一，完成率在30%—70%之间。除安居富民房外，还有一些乡镇居民自建房和乡镇公用房屋也采用砖木结构，但部分较为老旧。少数居民自建房和老旧公用房屋由于年久失修和建设质量较差，产生了轻微甚至中等程度的破坏，Ⅶ度区约有5%的砖木结构房屋严重破坏，10%砖木结构房屋产生中等以下破坏。

砖木结构房屋的震害主要表现为墙体出现斜裂缝、交叉裂缝、水平裂缝等，一些建设较早的房屋墙体出现贯穿性裂缝（图4、图5）；个别房屋由于屋盖与墙体连接处没有可靠的连接措施导致屋盖坠落（图6），还有个别房屋的吊顶发生了掉落（图7）。总的来说，安居富民工程建设起来的砖木结构房屋破坏大多较轻，主要是一些老旧的砖木结构房屋发生了中等以上破坏。

图4 于田县老城区墩巴格社区Fig.4 Shear cracks in wall of brick-wood house

图5 斯也克乡阿勒达西曼村清真寺Fig. 5 Vertical cracks in walls of a mosque

图6 于田县老城区吾斯塘贝西社区Fig. 6 Roof collapse of a brick-wood house

图7 喀克尔乡草站砖木房屋Fig.7 Ceiling falling down of a brick-wood house

1.3 木架结构

木架结构是南疆干旱少雨地区抗震安居工程推荐采用的民居结构形式之一，包括木板夹芯墙和“笆子墙”两种类型。该结构主要采用木制地圈梁、屋顶圈梁、木柱和木梁等组成的木框架承重，墙体以木条之间填充土坯、土块或泥巴，外侧抹草泥；或者以红柳扎成篱笆固定在木框架上，再抹上草泥，房顶是木椽子上铺层席子，再铺菖蒲草然后抹草泥。这类房屋由于自重较小、结构轻质、造价低廉、抗震性能好等特点，在灾区覆盖率较高，于田县基本全覆盖。历史震害表明，地震时这种房屋的墙皮可能开裂或脱落，但一般不会坍塌。

此次地震中，该类房屋的震害主要表现为，墙皮或抹灰层掉落（图8）、墙体倾斜或外闪（图9）、墙角屋顶局部塌落（图10）等。由于该类房屋墙体以草泥抹墙，建成后由于雨水侵蚀和木质老化等原因造成草泥与笆子墙粘合度降低，加之近年多次经历5级以上地震，Ⅶ度区约35%木架房屋墙体草泥局部或较大面积脱落，部分房屋墙体两侧草泥均脱落，降低房屋保温性，影响正常居住。总的来说，该类房屋未发生大面积严重破坏。

图8 斯也克乡阿勒达西曼村木架结构Fig. 8 Wall tilt and plastering layer fall down in wood frame house

图9 科克亚乡科克亚村木架结构Fig.9 Out-of-plane collapse of wall in wood frame house

图10 奥依托格拉克镇玛力混村Fig.10 Roof collapse in wood frame house

图11 奥依托格拉克镇山节村Fig.11 Partly wall collapse of adobe house

1.4 土坯结构

土坯结构在灾区的乡村中相对普遍，包括农村老旧干打垒土墙或土坯砌筑墙体，其修建年代早，自建比例超过90%，除政府开展建设的抗震安居房和安居富民房外，农村居民保留了部分土坯房屋作为居住和仓储使用。当地黄土砂质含量较重，土质为粉砂，颗粒小、空隙多、粘性差，易被风雨侵蚀。干打垒和土坯墙由于风雨侵蚀、年久失修，抗震能力差。

此次地震中，该类房屋的震害主要表现为，墙体开裂或局部倒塌（图11）、屋架歪斜或屋顶局部破坏（图12）、房屋倒塌（图13）等。其中，Ⅶ度区有15%左右土坯房毁坏，70%左右破坏，该类房屋的破坏在此次地震房屋直接经济损失中占主要比例。

图12 于田县老城区吾斯塘贝西社区土坯房Fig.12 Partly damage of roof in adobe house

图13 策勒县虽力兰干村Fig.13 Adobe house collapse

2 启示与建议

2003年新疆巴楚-伽师6.8级地震发生后，新疆自治区党委、政府决定从2004年开始在全疆实施城乡抗震安居工程建设，力争用5年时间通过抗震加固、拆迁重建等方式，使全区城乡住宅抗震设防水平普遍提高。截至2010年底，自治区共累计建成抗震安居房194.9万户，其中和田地区共建成抗震安居房391658户（张守洁等，2013；王兰民等，2005）。2010年6月，自治区在19省市对口援疆行动的扶持下实施了更高建设标准的安居富民工程，和田地区根据实际情况提出4个不落后（面积、功能、质量和产业不落后）以及“一村一策，一户一计”的设计思路，在全区率先实施安居富民工程。截至2013年底，和田地区安居富民工程累计完成130187户的建设（张宗潮等，2011）。正是这两项工程的实施使得灾区房屋抗震性能有了较大改进，这也是此次地震无人员伤亡的重要原因。

表1 于田县老城区房屋破坏情况汇总表（单位：户）Table 1 Statistical table of house damage in old town of Yutian county (unit: household)

表2 于田县斯也克乡房屋破坏情况汇总表（单位：户）Table 2 Statistical table of house damage in Siyeke town of Yutian County (unit: household)

从作者现场调查时在于田县老城区和斯也克乡收集到的房屋破坏情况汇总表（表1、表2）中可以看出，灾区的抗震安居房经受住了地震的考验，在此次地震中无一倒塌，仅有极少数建设年代较早的房屋发生了破坏。根据现场调查时拍摄到的照片（图14—16）也能看出，抗震安居工程和安居富民工程中建设的房屋抗震性能明显高于居民自建老旧房屋的抗震性能。

根据新疆于田7.3级地震灾害直接经济损失评估结果（谭明等，2014），灾区抗震安居工程和安居富民工程的实施，在此次地震中减少灾害经济损失3.8亿元，减少恢复重建经费12.9亿元，减少失去住所人员约4万人，有效地起到了避免人员伤亡、减少经济损失和灾民转移安置数量、维护社会稳定的效果。

着眼于进一步提高农村民居的抗震性能，基于上述震害分析情况，本文提出以下几点建议：

图14 喀尔克乡房屋震害对比Fig.14 Comparison of earthquake damage of house in Kaerke town: wood frame house (left)vs brick-wood house built by Comfortable and Rich Housing Project (right)

图15 先拜巴扎镇托万塔西曼村房屋震害对比Fig.15 Comparison of earthquake damage in Tuowantaximan village: brick-wood house built by Comfortable and Rich Housing Project (left) vs wood frame house (right)

图16 策勒县博斯坦乡墩巴格村房屋震害对比Fig.16 Comparison of earthquake damage in Dunbage village: brick-wood house built by Comfortable and Rich Housing Project (left) vs adobe house (right)

（1）于田地震灾区属于宗教文化、东西方文化、民间传说等多元文化交汇区域，应根据当地民俗传统风俗习惯和建筑材料实际情况，按照《新疆维吾尔自治区于田地震灾后安居富民工程建设标准》（新疆自治区住房和城乡建设厅，2014）的要求，继续大力推广富有地方特点、民族特色和传统风格的砖木结构和木架结构房屋建设，适应当地群众的习惯，满足生产和生活需要。

（2）未考虑抗震措施以及建设年代较早的土坯房、木架结构和砖木结构在地震中破坏相对严重，应及时对灾区该类房屋进行排查和鉴定，多措并举，加大抗震加固或拆除改建力度，不断扩大抗震民居的覆盖面，提高当地建筑物的地震灾害防御能力，以期在地震发生时有效减少经济损失、避免人员伤亡。

（3）现行安居富民工程的实施应吸取前期全国抗震安居工程建设的经验，在政府主导下完成村镇规划、建设管理、技术研发、公共服务、建造施工、法规政策、宣传教育、工匠培训等一系列工作，将科学的抗震设防、规范设计、建筑材料和施工技术服务与管理向乡镇和农村延伸，促进农居地震安全问题的早日彻底解决。

（4）现场震害调查中发现，灾区北部地基土层软弱、地下水位浅、盐碱化程度高，属于承载力较弱的软土地带，工程地质条件差，造成该区域个别砖混结构发生中等破坏。鉴于该区域城镇集中、人口稠密，建议在今后的恢复重建和安居富民工程建设工作中采取适当的地基处理方案，提高地基承载力，增强地基稳定性，确保房屋基础安全、抗震性能不受影响。

（5）现场震害调查中发现，于田县老城区的建筑物在此次地震中破坏相对严重。从表1和表2中也可以看出，老县城的抗震安居房覆盖率低于其他乡镇，老城区的房屋建设年代较早，震害严重。建议在震后恢复重建工作中重点考虑老城区的重新规划改造，在保留原有传统和特色的基础上全面提高民居的抗震水平。

3 结语

历次地震经验表明，农村民居的震害最为严重，主要是由于农居的抗震能力偏低所致。对此次地震中建筑物进行的震害分析表明，新疆实施的抗震安居工程和安居富民工程对提高当地农居的抗震能力做出了很大贡献，应把震后恢复重建工作与安居富民工程紧密结合起来，大力推广农居地震安全工程建设，全面普及房屋抗震知识，提高居民的抗震意识；加强对当地施工人员的培训，使其掌握抗震施工的技能；同时加强对农居房屋建设的指导和监管，力争从各个方面全方位地确保农居建筑抗震能力的提高，以期更好地抵御地震灾害。

致谢：本文中一些数据和照片引用了中国地震局、新疆维吾尔自治区地震局新疆于田7.3级地震现场应急工作队的工作成果，在此表示衷心地感谢！

葛鸣，谭明，常想德等，2012．新疆新源、和静交界MS6.6地震房屋建筑和震害特征分析．内陆地震，26（4）：360—364.

兰日清，丰彪，2013．芦山地震农居房屋震害启示与建议．地震工程与工程振动，33（6）：138—143.

秦松涛，李智敏，谭明等，2010．青海玉树7.1级地震震害特点分析及启示．灾害学，25（3）：65—70.

王兰民，陶裕禄，袁一凡等，2005．中国地震安全农居示范工程综述．西北地震学报，27（4）：305—311.

王世元，何玉林，吴今生等，2013．四川芦山7.0级强烈地震高烈度区房屋震害特征．灾害学，28（4）：125—131.

新疆地震局，2014．2014年2月12日新疆于田7.3级地震烈度图［EB/OL］．http://www. eq-xj.gov.cn/manage/ html/ff808181126bebda01126bec4dd00001/_content/14_02/15/1392452125781.html．

新疆地震局，2014．2014年2月12日新疆于田7.3级地震灾害损失评估报告．

新疆自治区住房和城乡建设厅，2014．新疆维吾尔自治区于田地震灾后安居富民工程建设标准[EB/OL]. http://govinfo.nlc.gov.cn/xjfz/xxgk/xjwwezzqzfhcxjst/201403/t20140325_4820588. shtml? classid=428.

张守洁，朱泽，哈辉等，2013．我国农村震害及农居地震安全工程典型案例分析．地震工程学报，35（4）：936—944.

张宗潮，魏春军，2011．浅谈新疆和田地区安居富民工程的建设．城市，11：50—51.中华人民共和国国家标准，2009．建（构）筑物地震破坏等级划分（GB/T 24335-2009）．北京：中国标准出

版社．

Inspiration and Advice Hazard Analysis of Building Earthquake Damage Characteristic duringYutian M7.3 Earthquake

Du Xiaoxia1,3), You Jie2,4), Li Yigang3), Li Yanfeng3), Yang Xinhong3)

1) Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
2) Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
3) National Earthquake Response Support Service, CEA, Beijing 100049, China
4) China Earthquake Administration, Beijing 100036, China

Yutian earthquake of MS7.3 on Feb 12nd, 2014 with the macro-epicenter intensity IX caused damage to local buildings in the affected are but with no casualty. In this paper, we analyzed not only the types and characteristics of building structure but also the characteristics of damage and destruction causes. Based on the analysis of construction experience of the Seismic and Comfortable Housing Project and Comfortable and Rich Housing Project, some advice was proposed for the seismic design and construction of building to provide reference for recovery and reconstruction work in the affected area as well as the building constructions in other areas.

Yutian earthquake；Building structure；Seismic damage characteristic；Seismic fortification

地震行业科研专项（20100008）；国家“十二五”科技支撑计划课题（2011BAJ08B02）

2014-05-31

杜晓霞，女，生于1982年。博士生，高工。主要从事地震应急救援与结构抗震研究。E-mail：duxx_bj@126.com