1218甘肅6.2級(jí)地震中，蘭州、西寧倉(cāng)皇下樓的居民們到底經(jīng)歷了什么？

1218甘肅積石山地震除了在震中附近造成了非常嚴(yán)重的破壞外，在整個(gè)中國(guó)西部都造成了非常大的影響。

新聞上大量報(bào)道了蘭州、西寧等地居民倉(cāng)皇下樓避難的新聞。因?yàn)榫嚯x震中比較遠(yuǎn)（蘭州距離震中約100 km，西寧距離震中約130 km），這兩個(gè)城市的實(shí)際震損非常小，但是引起的輿情仍然造成很大影響。那到底蘭州、西寧的居民經(jīng)歷了什么？是不是居民太敏感了？這是也是一個(gè)非常值得研究的問題。我們課題組對(duì)地震引起的加速度感受問題也做過系列分析，參閱：

這里結(jié)合本次甘肅積石山6.2級(jí)地震再和大家匯報(bào)一下。具體而言，人對(duì)地震一個(gè)很重要的感受就是地震引起的加速度。地面運(yùn)動(dòng)加速度作用到建筑后，還會(huì)被建筑放大，因此一般來說，樓層越高，感覺到的晃動(dòng)也就越大。加速度達(dá)到一定程度，人就會(huì)感到難受甚至恐慌（海盜船、過山車、跳樓機(jī)，游樂園里面的各種設(shè)備就是通過制造加速度來制造刺激）。我們此前多次提到，我們開展區(qū)域震害分析的“城市抗震彈塑性分析”方法，一個(gè)突出的特點(diǎn)就是可以提供完整的工程需求參數(shù)（EDP）信息，不僅包括結(jié)構(gòu)損傷判斷必不可少的層間位移角信息，還包括了結(jié)構(gòu)的殘余位移信息，當(dāng)然，也包括了不同建筑的樓面加速度信息。例如，圖1給出了一棟3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的樓層加速度響應(yīng)結(jié)果。在2016年山西清徐地震時(shí)，我們就用城市抗震彈塑性分析方法探討了太原市區(qū)的人員感受（詳見："1218"山西清徐4.3級(jí)地震太原示范區(qū)建筑振動(dòng)模擬）

圖1 三層框架結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)

因此，我們就可以進(jìn)一步利用各個(gè)臺(tái)站的記錄，以及城市抗震彈塑性分析給出結(jié)果，得到不同地區(qū)人員感受到的加速度（這里已經(jīng)考慮了建筑引起的加速度放大效應(yīng)），進(jìn)而給出人群的感受比率，如圖2所示。其中，人員感受與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示（董安正, 趙國(guó)藩. 高層建筑結(jié)構(gòu)舒適度可靠性分析[J]. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 42(4):472-476）。

表1 加速度與人員感受對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖2-5給出了RED-ACT分析得到的蘭州、西寧地區(qū)的人員加速度感受分布。不同餅圖位置代表了不同的地震動(dòng)記錄位置。不同扇區(qū)面積大小代表不同感受的人群比例。之所以同一地點(diǎn)不同人群感受不同，主要是因?yàn)椴煌ㄖ愋?、高度，以及同一建筑的不同樓層的加速度響?yīng)都會(huì)不同，因此人員感受也就各不相同。

圖2 蘭州周邊地區(qū)人員加速度感受分布

圖3 蘭州城區(qū)人員加速度感受分布

圖4 西寧周邊地區(qū)人員加速度感受分布

圖5 西寧城區(qū)人員加速度感受分布

從圖中不難看出，蘭州城區(qū)大部分居民都經(jīng)歷了超過“非常不適”水平的晃動(dòng)感受，部分地區(qū)的晃動(dòng)達(dá)到了“難以忍受”的水平。西寧城區(qū)大部分居民也經(jīng)歷了超過“不適”水平的地震動(dòng)，對(duì)于沒怎么經(jīng)歷過強(qiáng)烈地震的普通居民而言，出現(xiàn)恐慌也就不難理解了。另外，地震的傳播規(guī)律非常復(fù)雜，例如從圖3可以看出，同樣在蘭州城區(qū)，一些距離很近的臺(tái)站，有的地點(diǎn)地震響應(yīng)基本只達(dá)到“有感”水準(zhǔn)。有的地點(diǎn)大部分的人員感受已經(jīng)到了“非常不適”的水平。所以監(jiān)測(cè)傳感器必須要達(dá)到一定數(shù)量，才能比較全面的把握全市的人員感受規(guī)律。

小結(jié)

城市抗震彈塑性分析基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和地震工程的基本原理，不僅可以給出常規(guī)的震損評(píng)價(jià)結(jié)果，還可以進(jìn)一步給出殘余位移（修復(fù)難度），樓面加速度（人員感受）等多種多樣的信息，其潛力還有很大的發(fā)掘空間。因此，歡迎大家一起來研究、推廣城市抗震彈塑性分析方法。另外，在中國(guó)地震學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《基于強(qiáng)震動(dòng)記錄的地震破壞力評(píng)估T/SSC 1—2021》中已經(jīng)給出了具體的地震加速度感受分析方法，歡迎大家一起交流，進(jìn)一步完善、發(fā)展這一技術(shù)（詳見：新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布 ：基于強(qiáng)震動(dòng)記錄的地震破壞力評(píng)估）。