教堂建筑震害分析及对策

10.3.3　教堂建筑震害分析及对策

(1)震害分析

2010年9月4日和2011年2月22日，新西兰分别发生了2次地震。图10-22所示为1998年(震前)拍摄的新西兰南岛克赖斯特彻奇市的标志性建筑——基督大教堂。图10-23所示为2011年2月22日(震后)拍摄的该教堂在地震中的受损情况，照片显示塔顶已掉落。通过分析可知，砖石教堂高耸的尖顶，由于鞭梢效应将其受到的地震作用放大，在超过砌体的抗拉、抗剪强度后，塔顶部被摇倒，教堂主体结构的墙体开裂。

图10－22　基督大教学(震前)

图10－23　基督大教学(震后)

2010年9月4日，新西兰南岛最大城市克赖斯特彻奇市中心附近发生里氏7.1级地震，当地震感强烈，但无人死亡，创造了地震“零死亡”的奇迹。2011年2月22日当地中午时间，一场里氏6.3级地震却使克赖斯特彻奇市遭受重创，造成至少75人死亡、300人失踪、数百人受伤，上千名民众无家可归的悲剧。为何时隔半年再逢地震时，虽然震级有所降低，却让新西兰遭遇历史上“最黑暗的一天”？为何2011年的地震未能复制2010年“零死亡”的奇迹？地震学家分析，这次地震的震源更浅，震中距克赖斯特彻奇市中心更近，发生时间在中午，且不少建筑物在上次强震后尚未来得及完成修复等，是造成此次惨重损失的主要原因。

根据震源深度，地震可分为3类：①震源深度小于70km的地震为浅源地震。浅源地震发生频率最高，占地震总数70％以上，是地震灾害的主要制造者。②震源深度在70～300km之间的为中源地震。③震源深度超过300km的为深源地震。同样震级的地震，由于震源深度不同，对地面造成的破坏程度也不一样。通常情况下，震源越浅，破坏性越大。虽然2011年2月22日和2010年9月4日发生在新西兰的地震同为浅源地震，但地震学家认为，2011年地震的震源深度仅有5km，远小于2010年地震的33km震源深度。另外，2011年地震造成重大损失的另一原因是这次地震震中距人口密集的市中心很近，位于克赖斯特彻奇市西南10km处，而2010年的地震震中位于城市以西30km，与市中心距离相对较远。

此外，地震发生时间也对伤亡情况造成影响。2011年地震发生在新西兰当地时间中午12时51分，此时市中心高楼较多的商业区人员集中，导致多人被砸死、砸伤或困在倒塌建筑物中。2010年地震发生在当地凌晨时间，市民都分散在城市周边的居住区，居住区的房屋抗震性能较好。2010年地震中建筑物毁坏最严重的是市中心的商业区，所幸地震发生时商业区人员稀少，大大减轻了人员伤亡情况。然而在那次地震中已受损的老建筑还未来得及修复，又再次遭遇强震，在这次强震中被彻底摧毁。

(2)抗震对策

1)新西兰位于环太平洋火山地震带，地震频发，每年记录的地震超过1.4万次，其中大约20次震级超过里氏5.0级。为最大限度地减少地震带来的损失，新西兰政府一直注重推广低层轻型木结构的居民住宅。实践证明，这种建筑具有质量轻、强度高等特性，表现出良好的抗震性能，即使倒塌后对人员的伤害也较小。该抗震对策值得推广。

2)由于鞭梢效应，教堂高耸的塔尖容易遭受地震动破坏而折断倒毁，因此应事前预防，进行抗震加固。一般采用扁钢围拢或其他先进材料加强其结构的整体性。