泸定6.8级地震医疗建筑震害调查与分析
泸定6.8级地震医疗建筑震害调查与分析
1.
研究背景
医疗建筑是灾害事件中的关键战略建筑之一,尤其是在地震应急救援中发挥着关键作用,地震发生后震区医院的应急反应是地震应急救援及提供紧急医疗护理的关键环节,对维系城市防震能力、减少地震人员伤亡意义重大。
2021年5月12日,我国正式颁布《建设工程抗震管理条例》,其中要求“位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等建筑应当按照国家有关规定采用隔震减震等技术,保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求”。鉴于国内关于医疗建筑震害调查的报道仍相对较少,以往震害调查往往聚焦于量大面广的常规建筑,对特定功能的医疗建筑震害考察相对较少,导致基于真实震害数据的不同医疗建筑抗震性能研究难以开展。
2.
调查过程
2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震发生后,作者从9月6日第一批进入灾区,到9月29日离开灾区,历时24d,针对灾区25个乡镇、33家医院的60余栋医疗建筑展开了详细震害调查,调查分布见图1a,其结构形式主要为砌体结构(22栋)、框架结构(34栋)、框剪结构(4栋),如图1b所示。根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》以及GB/T 24335—2009《建(构)筑物地震破坏等级划分》的规定将建筑震后破坏等级划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和毁坏五个等级,结合实际震害情况最终判定调查的医疗建筑中18栋基本完好、24栋轻微破坏、7栋中等破坏、9栋严重破坏,4栋毁坏。分析了医疗建筑结构、非结构及关键设备的典型震害特征和破坏原因,以期为医疗建筑抗震性能研究提供真实震害资料,为有效指导医疗建筑防震减灾、性能提升提供基础数据。
(a)医疗建筑调查分布及烈度图
(b)不同类型医疗建筑破坏等级统计
图1 四川泸定6.8级地震医院震害调查分布及破坏等级统计
3.
结果及分析
3.1 医疗建筑结构典型震害特征
根据震害调查结果,地市及区县级的综合医院的建筑普遍采用框架结构或框架-剪力墙结构,其中部分建筑采用了隔震技术;专科医院和乡镇卫生院建筑主要采用砌体结构或框架结构,部分房屋存在年代久远、未进行抗震设防等问题;村级卫生院、诊所等多采用砌体结构、砖木结构,普遍存在未进行抗震设防的问题。在本次地震中,各级医疗建筑发生了不同程度的破坏。
砖木结构在本次地震中破坏最为严重,主要表现为整体倒塌、墙体倒塌破坏(图2~3)。
图2 整体倒塌(磨西镇,Ⅸ度区)
图3 墙体外闪倒塌(磨西镇,Ⅸ度区)
砌体结构在本次地震中破坏较严重,主要表现为砌体墙开裂、水平构件开裂、地基下沉引发的破坏等(图4~6)。
(a) 外墙门洞间X形斜裂缝
(b) 凸出砖柱处墙体破坏
图4 砌体墙开裂(王岗坪乡,Ⅸ度区)
图5 水平构件开裂(王岗坪乡,Ⅸ度区)
图6 地基下沉引起结构破坏(八美镇,Ⅵ度区)
框架结构与框架-剪力墙结构在本次地震中表现出较好的抗震性能,主体结构无严重破坏,少数楼梯部位出现轻微裂缝(图7)。
图7 楼梯连接处轻微开裂(燕子沟镇,Ⅸ度区)
隔震结构在此次地震中表现良好,主体结构未发生破坏,非结构构件也基本完好,但存在隔震构造施工和管理不规范等问题,如穿越隔震层的管线未采用柔性连接(图8)
图8 穿越隔震层的管线未采用柔性连接(泸定县,Ⅶ度区)
3.2 医疗建筑非结构构件典型震害特征
本次震害调查中发现,各类非结构构件震害仍较为突出,主要体现在填充墙开裂坍塌、窗户掉落、地板瓷砖开裂、饰面装修开裂脱落、楼梯间墙体破坏、外廊护栏外闪、吊顶坠板、医疗科室办公设施破坏等方面(图9~16)。
图9 填充墙开裂坍塌(王岗坪乡,Ⅸ度区)
图10 窗户掉落(王岗坪乡,Ⅸ度区)
图11 地板瓷砖开裂(泸桥镇,Ⅶ度区)
图12饰面装修破坏(磨西镇,Ⅸ度区)
图13 楼梯间墙体破坏(王岗坪乡,Ⅸ度区)
图14 护栏破坏(磨西镇,Ⅸ度区)
图15 吊顶破坏(冷碛镇,Ⅶ度区)
图16 办公设施破坏(王岗坪乡,Ⅸ度区)
3.3 关键设备典型震害特征与分析
除上述结构、非结构构件震害外,本次震害调查中也发现大量关键设备损坏情况,主要体现在昂贵医疗设备锚固失效、层流空调机组故障、电梯故障无法使用、精密仪器设备故障等方面(图17~20)。
图17 医疗设备锚固失效(王岗坪乡,Ⅸ度区)
图18 空调机组故障(泸桥镇,Ⅶ度区)
图19 电梯故障无法使用(泸定县,Ⅶ度区)
图20 精密仪器设备故障
4.
结论及建议
1)医疗建筑结构严重破坏主要发生在年代久远、未经正规抗震设计的木结构、砌体结构中;经过抗震设计,采取合理的抗震构造措施的建筑,能够有效保证医疗建筑在地震中的结构安全。建议实施灾害风险调查和重点隐患排查工程时,对医疗建筑防震隐患进行调查,进行必要的加固改造消除隐患。
2)采用隔震技术的医疗建筑结构性能良好,且其内部非结构构件和医疗设备也基本无损伤,建议位于高烈度设防区、地震重点监视防御区的新建医疗建筑按照《建设工程抗震管理条例》及国家有关规定采用隔震减震等技术,同时应高度关注隔震层及减隔震装置的质量。
3)本次震害调查发现非结构构件及关键医疗设备的地震损坏仍较为严重,尤其是位于较高楼层的非结构构件及关键医疗设备,非结构构件及设备的防震保护应引起重视。对于一些重要设备,可采用隔震措施以提高其抗震性能,减轻地震损伤。另一方面,规范非结构构件、关键设备抗震性能检测标准,可促进相关产业产能的升级,保障其抗震性能。
4)震后医疗设备的校准和维修直接影响医院功能的恢复,需实现医疗系统的抗震韧性及震后快速恢复,建议各级医院应与设备厂商建立必要的合作协议,就近设立医疗设备的备用仓储点或检修工作点,在最短的时间内促进各类设备的修复及功能恢复,以满足其震后应急救援需求并促进震后医疗系统的正常运行及功能提升。