川滇交界东部地区房屋震害特征研究

叶肇恒，宴金旭，毛 利，鲁长江

（四川省地震局，成都 610039）

川滇交界东部地区房屋震害特征研究

叶肇恒，宴金旭，毛 利，鲁长江

（四川省地震局，成都 610039）

通过对川滇交界东部地区（四川境内）房屋调查分析，结合该地区1993年以来破坏性地震中各类房屋结构震害情况，分析了各类房屋结构在不同地震烈度下的震害特征，给出震害矩阵，为地震灾害房屋直接经济损失评估和烈度评定提供参考。

震害特征；震害矩阵；直接经济损失

0 序言

四川是中国大陆遭受地震灾害最为严重的省份之一，近年来四川发生多次破坏性地震。据统计，自1993年以来，四川境内共发生5级以上地震32次，其中37.5%发生在川滇交界东部地区。同时，该地区是四川省防震减灾工作重点布置区域。通过分析地区房屋震害特征，统计该地区房屋在历次地震中的破坏比、损失比，最终计算出房屋震害矩阵。深入认识川滇交界东部地区房屋震害特征，有助于了解地震灾害损失的变化趋势，有助于房屋灾害直接损失评估尺度的把握，有助该地区防震减灾工作的开展。

1 地质构造特征

川滇交界东部地区主要活动构造包括：鲜水河断裂、安宁河断裂、则木河断裂、大凉山断裂和马边断裂带（图1）。

1.1 鲜水河断裂带

该断裂西起于甘孜西北，向南东经炉霍、道孚、乾宁、康定、泸定磨西，至石棉新民以南活动形迹逐渐减弱，最终消失于石棉公益海附近。综合研究结果表明：鲜水河断裂全新世以来的活动以惠远寺拉分盆地为界可分为两段：北西段长约200 km，由一条单一的主干断裂组成，平均水平滑动速率在10～15 mm/a之间；南东段结构比较复杂，乾宁－康定段由三条次级断层近于平行展布而成，单条断裂的滑动速率<10 mm/a，但三条断层滑动速率之和在10 mm/a左右，康定以南断层又呈一条单一的主干断层延伸，滑动速率值亦在9～10 mm/a左右。

1.2 安宁河断裂带

图1 川滇交界东部地区地质构造及历史地震分布Fig.1 Geological structure and historical earthquake distribution in the eastern part of junction of Sichuan and Yunnan

断裂北起于石棉田湾附近，在田湾-新民附近与鲜水河断裂呈十分复杂的空间羽列关系，形成了密集的地表破裂图象，向南经麂子坪、紫马垮、野鸡洞、大桥、冕宁、泸沽沙尔、新华、西昌西宁、德昌至会理一带消失，断裂总体走向近南北，全长约375 km。

1.3 则木河断裂带

该断裂北西起于西昌的西宁，向南东经西昌、普格、宁南，在巧家附近与小江断裂相连，全长约140 km。则木河断裂由5条次级断层羽列组合而成，断裂为一条全新世左旋走滑活动断裂，断错地貌及近代地震地表破裂清晰，晚第四纪以来的平均水平滑动速率为4.5～7.9 mm/a。

1.4 大凉山断裂带

大凉山断裂展布于安宁河、则木河断裂东侧的大凉山腹地。北起于石棉，与鲜水河断裂呈左阶羽列，向南经海棠、越西、普雄、昭觉竹核、拖都、布拖、吉夫拉打、交际河至巧家与小江断裂呈右阶羽列，全长约280 km。

1.5 马边断裂带

该断裂带位于四川盆地西南缘，是凉山活动断块的东边界。北起于天全以南，向南经荥经、峨眉、马边至云南盐津，呈北北西向延伸，全长约250 km，是由9条规模不等的断裂组成宽约25～30 km的断裂带。

据统计，鲜水河断裂南段共发生6级以上地震12次，其中7级以上地震3次；安宁河-则木河断裂带曾发生6级以上地震8次，其中7级以上地震3次；新生的大凉山断裂带虽无历史地震记载，但其滑动速率较大，是一条具备发生中强地震的断裂带；马边断裂带共发生6.0级以上强震8次，其中7级以上地震2次。

2 房屋震害特征

2.1 房屋建筑结构分类

川滇交界东部地区民族种类较多，经济发展不均衡，导致房屋建筑结构具有多样性的特点。

2.1.1 甘孜藏族自治州境内

以康定城区为例，主要建筑为框架剪力墙结构，其比例达到80%以上，设防烈度为9度，抗震性能好。丹巴、雅江、泸定等县及乡镇房屋以钢混及砖混为主，建筑质量较好，大多数房屋达到抗震设防要求。在该区域的广大农村房屋以藏式土木或石土木房屋为主，其所占比例达90%以上，该类房屋未经正规设计，建筑工艺粗糙，多为墙抬梁，且房顶较重，在历次破坏性地震中受损较重。

2.1.2 乐山市、雅安市、眉山市、宜宾市所辖区域

乐山市、眉山市、雅安市、宜宾市四地城镇房屋以钢及钢筋混泥土结构和砖混为主，抗震性能好，绝大部分医院、学校均为5.12灾后重建，抗震性能好。农村房屋以砖混和砖木结构为主，砖混结构占70%以上，但很多自建房没有或没有完全达到设防标准，抗震性能一般。

2.1.3 凉山彝族自治州境内

凉山彝族自治州境内城镇房屋以钢及钢筋混凝土结构、砖混结构、砖木结构为主，2000年以后新建房屋（约40%）基本按抗震设防要求建造，抗震性能好，老旧砖混房屋及砖木房屋抗震性能较差。在该区域的农村房屋以土木结构为主（达70%以上），该类房屋基本为墙抬梁房屋，墙体大部分为夯土，也有少部分土坯墙，抗震性能极差。该区域内农村自建砖混房屋大多采用空心砖，其抗震性能也很弱。

2.2 房屋震害分析

通过1993年至今历次破坏性地震中川滇交界东部地区各类房屋结构在不同烈度区内的破坏情况，分析该地区房屋震害特征。

（1）砖木结构。包括砖木、木构架、石土木房屋等老旧房屋，川滇交界东部地区土木结构房屋多以藏式土木和墙抬梁房屋为主，分布范围广，且多处于山坡地段，抗震性能非常差。烈度为Ⅵ时，部分房屋出现索瓦、墙体出现轻微裂缝；烈度为Ⅶ、Ⅷ度时，部分砖木结构出现墙体开裂、破损、歪闪现象；烈度为Ⅷ、Ⅸ度时，部分砖木结构出现墙体严重破坏、木檩条塌落、屋盖毁坏，少数甚至出现整体倒塌现象（图2、3）。

（2）砖混结构。砖混结构分正规设计的和农民自建的非标准砖房，两种砖混结构的实际地震表现尤其在Ⅷ、Ⅸ度高烈度区表现差异很大。Ⅵ、Ⅶ度时，个别内墙多见抹灰层开裂或墙体开裂；Ⅷ、Ⅸ度时，正规设计的砖混结构震害表现良好，多为底层受剪开裂，女儿墙开裂或跌落，个别有纵横墙交接处竖向裂缝、或墙体裂缝；非标准砖房因其建设随意性强、墙体较薄、底层多空旷、因悬挑刚度有变等，墙体出现X型裂缝贯通，多数墙体开裂明显（图4、5）。

（3）钢混结构。钢混结构主要包括钢筋混凝土结构和框架剪力墙结构，该结构在甘孜藏族自治州、凉山彝族自治州境内 （除县城）所占比例相对较少，绝大部分分布在县城中，抗震能力较好。烈度为Ⅶ、Ⅷ度时，框架结构主要表现为填充墙、女儿墙的震损破坏，如开裂、破损甚至整体倒塌；烈度为Ⅸ度，芦山地震时，相当一部分汶川地震后新建的框架结构出现了较为严重的填充墙及附属构件的震损破坏。

图2 石木结构房屋外墙部分倒塌主体结构基本完好Fig.2 Stone and wood structure building was basically intact while part of the wall was collapsed

图3 砖木结构房屋墙体开裂Fig.3 The wall cracking of brick and wood structure building

图4 康定木雅祖庆学校砖混结构墙体垮塌Fig.4 The brick-concrete structure wall of Kangding Muyazu school collapsed

图5 砖混结构房屋X型裂缝贯通Fig.5 X type fracture coalescence of brick and concrete structure building

2.3 房屋破坏比与损失比

2.3.1 破坏比

房屋破坏比是指房屋破坏面积与调查总面积之比，按照房屋建筑不同类型、不同破坏等级分别求得。

依据 《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》（GB/T 18208.4－2011），将土木结构、砖木结构等列为简易房屋，并分毁坏、破坏和基本完好3个破坏等级；将砖混结构、框架结构房屋列为非简易房屋，并分毁坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏和基本完好5个破坏等级。

《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》 （GB/T 18208.4－2005）实施前，砖木结构等简易房屋分毁坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏和基本完好5个破坏等级。因此，以2005年作为时间节点，对1993～2005年和2006年至今的破坏性地震进行统计，见表1、2。通过对1993—2005年房屋毁坏与严重破坏合并，轻微破坏与中等破坏合并，统计得出破坏比范围，如表3所示。

依据 《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》（GB/T 18208.4－2011），砖混结构和钢混结构为非简易房屋，房屋破坏等级分毁坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏和基本完好5个破坏等级。砖混结构和钢混结构破坏比分别见表4、6，范围值和平均值分别见表5、7。

表1 1993—2005年国标实施以前砖木结构房屋破坏比（%）Table1 The damage ratio of brick and concrete structure building before the implementation of national standard from 1993 to 2005（%）

表2 2006年国际实施以来砖木结构房屋破坏比 （%）Table2 The damage ratio of brick-wood building after the implementation of national standard since 2006（%）

表3 1993至今各烈度区砖木结构房屋破坏比平均值 （%）Table3 The average of damage ratio of brick-wood building in every earthquake intensity since 1993（%）

2.3.3 损失比

房屋建筑损失比是指某类房屋建筑在不同破坏等级下修复或重建时，单位面积所需费用与重建单价之比。 《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》（GB/T 18208.4－2011）给出了房屋损失比的取值范围，在川滇交界东部地区历次地震灾害评估中，取值都在规定范围内，多数地震取值为中值，个别震例取值偏低，考虑到今后的地震灾害经济损失评估与初评估工作可能会沿用下列取值，因此本文不再列出以往历次地震损失比取值表，直接按下列量表损失比取值。

表4 1993至今各烈度区砖混结构房屋破坏比（%）Table4 The damage ratio of brick concrete building in every earthquake intensity since 1993（%）

表5 1993至今各烈度区砖混结构房屋破坏比平均值（%）Table5 The average of damage ratio of brick concrete building in every earthquake intensity since 1993（%）

表6 1993年至今各烈度区钢混结构房屋破坏比（%）Table6 The damage ratio of reinforced concrete building in every earthquake intensity since 1993（%）

3 房屋震害矩阵

提取表3、5、7中的破坏比平均值并分别定义为矩阵a1、a2、a3，表8、9为矩阵b1、b2，通过以下公式得出矩阵c1、c2、c3，从而川滇交界东部地区房屋震害矩阵。

通过式（1）、（2）、（3）计算得出不同烈度区房屋建筑的震害矩阵，见表10。

表7 1993年至今钢混结构房屋破坏比平均值（%）Table7 The average of damage ratio of reinforced concrete building in every earthquake intensity since 1993（%）

表8 简易房屋破坏损失比（%）Table8 The loss ratio of simple building

表9 非简易房屋破坏损失比（%）Table9 The loss ratio of non simple building（%）

表10 房屋震害矩阵（%）Table10 The earthquake damage matrix of building（%）

4 结语

川滇交界东部地区大多数地震放生在偏远山区，房屋建筑结构以石木结构、砖混结构为主，钢混结构房屋统计样本数偏少。自1993年以来，除了芦山7.0级地震以外，其余破坏性地震最大烈度均未超过Ⅷ度。因此，在研究各类结构房屋在Ⅸ度中震害表现时，主要以芦山7.0级地震烈度范围内房屋进行研究。

在每一个烈度区对应于一组破坏比范围值，实际预测与初评估工作可视房屋减租实际抗震能力对破坏比取值做相应的调整。另外，历史震例中高烈度震例比低烈度震例少[9-11]，因此，选用高烈度破坏比时可适当放宽误差范围。同时，该地区多数地震灾区分布于乡村地方，砖木结构分布广且数量庞大，在进行烈度评定时应主要以土木结构的震害为判别依据。

本文给出的川滇交界东部地区的房屋地震破坏比、损失比和震害矩阵的统计值可供地震现场调查、灾害损失评估参考，也可用作地震灾害损失快速预评估和震害预测的模型参数。

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Study on Earthquake Damage Characteristics of Buildings in the Eastern Boundary Between Sichuan and Yunnan Provinces

YE Zhaoheng，YAN Jinxu，MAO Li，LU Changjiang

（Earthquake Administration of Sichuan Province，Chengdu 610039，China）

Based on the investigation and analysis of the house in the eastern boundary between Sichuan and Yunnan provinces,combining with the damages to various types of buildings under destructive earthquakes since 1993,this paper analyzed the earthquake damage characteristics of different housing structure under different earthquake intensity,and gave the earthquake damage matrix,which provides reference for earthquake damage housing direct economic loss assessment and intensity assessment.

Earthquake damage characteristics；Earthquake damage matrix；Direct economic loss

P315.9

：A

：1001-8662（2017）01-0089-08

10.13512/j.hndz.2017.01.014

叶肇恒，宴金旭，毛 利，等.川滇交界东部地区房屋震害特征研究[J].华南地震，2017，37（1）：89-96.[YE Zhaoheng，YAN Jinxu，MAO Li，et al.Study on Earthquake Damage Characteristics of Buildings in the Eastern Boundary Between Sichuan and Yunnan Provinces[J].South china journal of seismology，2017，37（1）：89-96.]

2016-05-03

四川省地震局地震科技专项项目（LY1514）

叶肇恒（1985-），男，工程师，主要从事地震现场应急工作。

E-mail：27226650@qq.com.