中国地震学会团体标准：T/SSC 1—2021《基于强震动记录的地震破坏力评估》简介＊

程庆乐 熊 琛 田 源 许 镇 廖文杰 陆新征※

1) 清华大学土木工程系，土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 100084

2) 北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044

3) 深圳大学土木与交通工程学院，广东省滨海土木工程耐久性重点实验室，广东深圳 518060

4) 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083

1 标准编制背景

地震破坏力为地震对建筑的破坏能力及对建筑内人员引起的不适反应，评估地震对区域建筑的破坏力是震后应急决策的重要依据，影响应急资源的调度和应急力量的部署。随着我国强震台网建设的稳步推进[1]，当前密集的强震动台站为基于强震动记录的地震破坏力评估提供了实施基础。

目前，我国既有的相关标准或是面向城市规划的地震风险评估，如《城市抗震防灾规划标准GB 5-0413-2007》[2]和《城市综合防灾规划标准GB/T 51327-2018》[3]；或是依赖现场实地调查，如《地震灾情应急评估GB/T 30352-2013》[4]等，尚没有一部面向震后应急决策的、基于强震动数据的地震破坏力评估标准。在国际上，相关的震害评估标准也同样主要针对现场调查阶段，而相关的地震应急评估平台，如美国地质调查局USGS 的PAGER[5]、日本的J-RISQ[6]等，由于软件权限和标准不兼容等一系列问题，并不能直接在我国应用。

因此，为满足地震应急管理部门及时了解地震破坏力的迫切需求，充分利用现有强震动台网的强震数据，清华大学等13 家单位共同编制了此标准[7]。

2 标准的用户

本标准主要推荐各省市地震局、应急管理局等在震后应急评估中应用。另外，住建、民政等部门可应用本标准辅助评估灾后建筑震害和损失，城市规划、保险等机构可借助历史强震动数据应用本标准评估区域建筑地震风险，也推荐科研院所采用本标准开展相关研究。需要说明的是：①本标准是在国内外100 余次基于强震动记录的地震破坏力评估的成功经验上制定的[8-10]，其中包含的理论与方法经过了实际震害的检验[11-14]，特别是在我国2017 年8 月8日九寨沟7.0 级地震[14]、2019 年6 月17 日长宁6.0 级地震和2018 年12 月1 日美国阿拉斯加7.2 级地震中，均取得了良好的评估结果。②本标准主要面向区域建筑开展地震破坏力的震后快速评估。在获得强震动台网的强震动数据和区域建筑承灾体属性数据的条件下，可在震后2 小时内给出地震对分析区域的建筑破坏力评估结果。

3 标准的主要内容

本标准给出了基于强震动记录的地震破坏力评估方法、程序与技术要求，规定了评估报告编写的内容。标准共分为9 章，主要章节的内容包括：

（1）地震破坏力的评估程序。给出了基于强震动记录的地震破坏力评估的基本流程。

（2）强震动记录数据收集。给出了强震动台站强震动记录数据的要求。

（3）区域建筑属性数据准备。主要用于确定台站关联区域的建筑属性数据。

（4）区域建筑抗震弹塑性时程分析。给出了建立建筑计算模型和开展区域建筑抗震弹塑性时程分析的基本要求。

（5）地震破坏力和影响综合评估。给出了确定建筑破坏状态和人员加速度感受以及开展地震破坏力和影响综合评估的相关要求。

（6）评估报告编写。给出了编写地震破坏力评估报告的要求。可通过文献[7]查看标准具体内容。

本标准适用于破坏性地震发生后基于强震动记录的地震破坏力评估工作，并建议了平立面布置规则的高层钢筋混凝土框架剪力墙或钢筋混凝土剪力墙结构、多层钢筋混凝土框架或钢框架结构、砌体结构与土木结构的计算模型和参数。对于其他结构类型，应进行专门研究。

4 标准的特色

本标准具有如下3 个特色。

4.1 结合实测强震动时程数据

当前国内外缺乏基于强震动时程数据的评估标准，如美国ATC-20[15]、FEMA 306[16]和FEMA 351[17]等评估标准都采用现场调查方式，不涉及地震动时程数据。本标准充分考虑地震动力特性，可以充分考虑当地地面运动特征，结果更加真实、合理。

4.2 采用弹塑性时程分析方法

当前国内外缺乏依托弹塑性时程分析方法的区域震害评估标准。本标准可通过城市抗震弹塑性时程分析方法[18-19]给出建筑地震反应、破坏等级、人员加速度感受等精细结果，能更好地反映不同结构动力学特性和地震动的特征。

4.3 推荐了全国性的区域建筑承灾体数据库

根据人口普查等数据，本标准推荐了分级区域各结构比例数据库，涵盖全国320 个城、镇、村级别区域，进而可在缺乏当地详细数据的情况下，考虑当地建筑统计特征，给出更符合实际的评估结果。

综合来看，本标准充分挖掘了我国强震台网的数据价值，依托弹塑性时程分析和当地建筑统计结果，给出更及时、更精细、更合理的区域建筑地震破坏力评估结果，为震后应急评估提供了重要的方法。

5 典型案例

以2020 年5 月18 日云南昭通市巧家县5.0 级地震的破坏力评估为典型案例[10]，对本标准的具体应用进行介绍。

5.1 地震基本参数

据中国地震台网正式测定，2020 年5 月18 日21 时47 分在云南昭通市巧家县发生5.0 级地震，震源深度8 km，震中位于（27.18°N，103.16°E）。

5.2 地震动记录信息

根据标准第5 章的相关规定，获取本次地震强震记录。

2020 年5 月18 日云南昭通市巧家县5.0 级地震获得了83 组地震动，地震动记录信息如表1 所示。典型地震记录分析如下：编号为1 的记录台站位置（27.23°N，103.20°E），记录到水平向地震动峰值加速度（PGA）为2.82 m·s-2，竖直向PGA 为3.16 m·s-2。该地震动及反应谱如图1 所示。

图1 1 号台站地面运动记录和绝对加速度反应谱及设计反应谱Fig.1 Ground motion records，absolute acceleration response spectra，and design response spectra of station 1

表1 地震动记录的基本信息Table 1 Basic information of ground motion records

5.3 匹配建筑承灾体属性数据集

根据标准第6 章，进行区域建筑属性数据准备。

依据人口普查数据，云南昭通市巧家县抗震性能好的建筑比例为10.8%，抗震性能较差的建筑比例为36.1%。参照标准6.2.1 条规则，该区域分级编码为T-Ⅳ-2，匹配标准附录A 中的表A.2.23 构造区域建筑数据集。对各类型的结构，根据第7.2 条进行力学模型的建立与分析。

5.4 台站关联区域地震破坏力评估-一报

由于应急评估的时限要求，应首先给出部分重点区域的地震破坏力（参见标准4.2 条），尽快进行第一批次报告。然后，再评估所收集到的全部地震动记录，进行更加全面的第二批次报告。

由标准4.2 条，一报共包括7 组地震动记录PGA＞1 m·s-2的强震动台站。根据标准第7.3 条，开展弹塑性时程分析计算得到每栋建筑响应，并参照第8 章开展地震破坏力和影响综合评估。各破坏状态及加速度感受判定准则可参考标准附录C 和表8.3.1。图2 和图3 分别为根据2020 年5 月18 日云南昭通市巧家县5.0 级地震震中附近范围内台站记录评估得到的建筑震害分布示意图和人员加速度感受分布示意图（一报），图中蓝色底图为公里网格人口密度，饼图为不同破坏状态或人员加速度感受的比例。

图2 不同台站地震记录破坏力分布图Fig.2 Damage ratio distribution of the buildings near to different stations

图3 不同台站地震记录人员加速度感受分布示意图Fig.3 Human feeling distribution near to different stations

5.5 台站关联区域地震破坏力评估-二报

第二批次报告（二报）选取全部83 组台站记录。图4 和图5 分别为根据2020 年5 月18 日云南昭通市巧家县5.0 级地震震中附近范围内台站记录评估得到的建筑震害分布示意图和人员加速度感受分布示意图（二报）。

图4 不同台站地震记录破坏力分布图Fig.4 Damage ratio distribution of the buildings near to different stations

图5 不同台站地震记录人员加速度感受分布示意图Fig.5 Human feeling distribution near to different stations

最后，将上述具体结果汇总于表2。

表2 台站关联区域地震破坏力评估结果统计表Table 2 Seismic destructive power evaluation results of area related to strong motion stations

5.6 评估报告结论

本次评估结果表明，大部分台站关联区主要处于轻微破坏，震中附近以中度破坏和严重破坏为主。人员加速度感受主要以非常不适为主，因此，地震破坏力整体较大。在地震应急避险与抗震救灾方面，可注意震中附近抗震能力较差建筑的排查与救援。

6 结语

本文重点对基于强震动记录的地震破坏力评估标准的编制背景、标准用户、标准主要内容、标准特色和典型案例进行了介绍。标准给出了基于强震动记录的地震破坏力评估的方法、程序与技术要求，规定了评估报告编写的内容。本标准能够充分挖掘我国强震台网的数据价值，依托弹塑性时程分析和当地建筑统计结果，能够给出更及时、更精细、更合理的区域建筑地震破坏力评估结果，为震后应急评估提供了重要的方法。

致谢

感谢中国地震台网中心为本标准提供数据支持。感谢技术审查专家对本标准的建设性意见。