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2月6日，土耳其東南部的卡赫拉曼馬拉什省發生兩次7.8級地震和數百次余震。敘利亞國家地震中心表示，這次地震是敘利亞國家地震監測網絡1995年建成以來監測到的最強烈地震。根據中國地震臺網消息，此次地址震中位于土耳其東南城市加濟安泰普以西約40千米的東安納托利亞斷裂帶，地震破壞強度高達9度。據稱，加濟安泰普市幾乎被夷為平地，以西的卡赫拉曼馬拉什、阿達納、奧斯曼尼耶等地也受到了不同程度的影響。此次地震破壞力為何如此巨大？
高震級加淺震源
破壞力約等于130顆原子彈發生爆炸
英國開放大學行星地球科學教授戴維·羅瑟里說，超過7.0級的地震平均每年不到20次，此次地震的最初地質斷裂發生在東安納托利亞斷層，震源深度較淺。英國南安普敦大學結構與地震工程學副教授穆罕默德·卡沙尼指出，高震級加上淺震源使這次地震極具破壞性。
這次地震震源深度約為24公里。地震學上，震源深度小于70公里的地震被稱為淺源地震；震源深度越淺，地震對人類活動造成的傷害就越大。2008年中國汶川地震的震源深度為14公里。2017年，兩場震源深度50公里左右的7.1級和8.1級地震襲擊墨西哥，造成全國性破壞和數百人死亡。
7.5級左右的淺源地震，嚴重影響的范圍約為距震中50公里到100公里之內。2020年墨西哥南部瓦哈卡州的7.4級地震，震源深度10公里，但震中只有6個村鎮，距離主要城市超過100公里，所以未造成嚴重傷亡。而這一次，距離震中40公里的加濟安泰普市就有約210萬人口，包括數十萬敘利亞難民。同時，震中距離敘利亞西北部邊境僅50公里，那里的難民營中還有超過170萬流離失所者。
據土耳其地震專家表示，地震災區的斷層積累了500年的應力平衡被打破，這次地震也是土耳其過去百年來第二大地震，破壞力約等于130顆原子彈持續爆炸了43秒。
地震動反應譜遠超設計反應譜
從建筑抗震角度來看，如何理解這130顆原子彈的威力？日前，北京工業大學李易教授團隊基于若干中國規范設計建筑，對做土耳其地震破壞力進行了系統的分析。
李易教授團隊通過選用此次地震中三組地震臺站記錄數據，對三條地震動記錄的反應譜與我國規范設計反應譜進行了對比，得出結論：本次土耳其地震作用遠超過了用于一般抗震分析的8度罕遇地震作用，甚至也超過了最高的9度罕遇地震作用，超過了一般設計考慮的場景。要知道，我國抗震規范設防烈度最高也就是9度，超過9度地區即用“9度+”表示。
地震動反應譜（來
源：北工大結構抗倒塌課題組）
什么是地震動反應譜？根據專業定義，是指在給定的地震加速度作用期間內，單質點體系的最大反應位移、速度反應和加速度反應隨質點自振周期變化的曲線。可以通俗地理解為，每個建筑都有自己的振動頻率，在一次確定的地震作用下，各個振動頻率不同的建筑分別達到最大的變形情況。
設計反應譜則是根據大量實際地震記錄分析得到的地震反應譜進行統計分析并結合震害經驗綜合判斷給出的一條共用反應譜，用作計算在地震作用下結構的內力和變形。
通過對比可以看出，此次土耳其的三組地震動反應譜在0~4秒的周期內基本包絡了設計反應譜，自振周期在0~4秒內的建筑最大反應位移、速度和加速度都高于正常設計值。
建筑未按規范設計
土耳其96%的國土位于地震帶上，98%的人口生活在地震帶上。1999年，土耳其西北部的伊茲米特市附近發生7.4級地震，造成超1.6萬人死亡、25萬人無家可歸。這場悲劇發生后，土耳其政府出臺了新的建筑法規和強制性地震保險制度。目前，該地區的抗震建筑規范要求，建筑應該能夠承受強烈地震（地面加速度為正常重力的 30% 至 40%，即0.3g至0.4g）而不會發生完全破壞。本次地震可能引起20%到50%重力范圍內的震動，大部分建筑物應不至于倒塌。而據總統埃爾多安稱，土耳其此次遇難人數超過了1999 年地震造成的死亡人數。
由此可見，新規的執行并不理想。雖然有消息表示，2月6日地震中受到影響的許多建筑物都是在2000年之前建造的，但一項由中東技術大學于2021年發布的研究顯示，在加濟安泰普的11萬棟建筑中，只有11%的建筑完全符合建筑規范，多達38%的建筑不符合抗震建筑規范，許多5至8層的公寓樓通常在沒有正式批準的情況下建造。
據悉，此次倒塌的建筑多為抗震能力差的無筋磚砌體結構。根據美國地質調查局的數據，土耳其南部居民生活在抗震能力較差的建筑物中，這些建筑物多采用無鋼筋磚砌體結構和低層混凝土框架，因此在震動中十分脆弱，易坍塌。土耳其中東科技大學去年3月在《土壤動力學與地震工程》雜志上發表的研究中指出，土耳其南部最大城市加濟安泰普中心地區的建筑物，在6.5級地震中就會受到中等至嚴重的破壞，這是因為大多數現有建筑物都采用低層磚砌體結構，彼此間距又非常近。
除了設計沒有達到抗震標準，材料與施工質量也沒有任何保障。在土耳其東部農村，因為成本低廉、可以就地取材，用土坯、石塊等砌成的簡單磚石結構建筑占據主流，在地震中不堪一擊。在城市中，許多建筑物使用的混凝土質量事實上未達到政府規定的最低標準。
土耳其薩卡里亞應用科學大學相關論文指出，城市公共建筑普遍使用的抗震結構設計，在實際施工中存在混凝土強度差、鋼筋無肋（帶肋可以增加鋼筋和水泥的結合能力）、細節不達標等問題，但至今未有顯著改觀。
國內規范設計建筑能經得起土耳其地震考驗嗎？
在此次地震中倒塌的建筑很多是砌體結構，對此，李易教授團隊選取20世紀80年代上海某建成的5層砌體結構住宅結構進行有限元建模模擬分析。通過前期試驗，該有限元模型可以較準確地模擬砌體結構地震動力響應。在該模型的基礎上輸入土耳其的三條地震動，分析結果：該結構在土耳其三條地震動作用下均發生了倒塌破壞。也就是說，中國上世紀規范設計的砌體房屋在如果放在這次地震中也很可能倒塌。
框架結構房屋表現如何呢？李易教授團隊依據中國規范設計了45組代表性混凝土框架結構，共建立了675個典型混凝土框架結構分析模型，進行三組地震動作用下損傷情況模擬分析。這45個建筑主要有三類設計參數的不同：結構總層數分別取值2、4、6；結構跨度分別取值4.5、6、7.5、9、12米；抗震設防烈度分別取值6度（0.05g）、7度（0.1g）、8度（0.2g）。進一步考慮0%、5%、10%、15%與20%五種鋼筋銹蝕率及1978年前、1978-1989年、1989年后三種建造年代。建筑平立面規則布置，橫向四跨，縱向八跨，結構底層層高為4.5 米，其他層層高為3.6 米。建筑抗震設防類別為丙類，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組。分析結果顯示，中長期地震動的破壞力遠大于短期地震動，三種建造年代的框架結構在中長期地震動下全部發生倒塌，在短期地震動下沒有全部倒塌，出現了中等破壞及嚴重破壞的情況；此外，年代越近的框架結構在短期地震動作用下發生倒塌破壞的比例越低，由此可以反映出，隨著時間推移、結構設計的安全儲備越高，結構發生倒塌破壞的可能性會降低。怎么理解中長期與短期的破壞結論？通俗地說，在一定范圍內，自振周期越短、剛性越強、越“硬”的房子比自振周期越短、柔性越好、越“軟”的房子受到的破壞要稍微小一些。
抗震能力更強的框剪結構房屋表現會好一點嗎？李易教授團隊設計了3個代表性框架剪力墻結構，建立有限元模型，對其進行地震響應分析。結構采用橫向四跨，縱向八跨。結構底層層高為4.5 米，其他層層高為3.6 米。建筑抗震設防類別為丙類，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組。3個模型的抗震設防烈度均為8度，跨度選取6 、9 、12 米，層數均為8層。團隊將三個臺站三個方向的地震動記錄（共計9條地震動）分別輸入到上述3個框剪結構中，共計27個算例。計算分析結果顯示：3棟框剪架結構基本周期介于0.59s ~ 0.66s，也是中長周期地震動的破壞力遠大于短周期地震動。三棟建筑在中長周期地震動作用下均發生倒塌破壞，在短周期地震動作用下發生嚴重破壞或中等破壞。
通過對砌體、框架、框剪三種結構在土耳其地震動下的模擬分析，震損情況均較為嚴重，尤其是中長期地震動下結構大多發生了倒塌，對于強度最大的短周期地震動，結構也發生了從輕微到倒塌的不同程度的損傷。李易教授團隊的模擬分析結果仍是保守的，是基于單次地震作用分析所得，土耳其地震是發生了多次強烈地震動，其結構的響應與單次地震動有較大的差別，且更為復雜。
減隔震建筑未來可期
令人想不到的是，目前世界上最大的單體隔震建筑也在土耳其，位于伊斯坦布爾的巴沙克謝希爾松櫻都市醫院。由于地震距離伊斯坦布爾很遠，沒有對擁有2682張病床的巴沙克謝希爾松櫻都市醫院造成什么影響。這棟全球最大隔震建筑的設防目標是“大震后立即使用”。能否真正實現這一目標，尚有待實際地震的檢驗。
而在土耳其東部、距離加濟安泰普約250公里的隔震建筑馬拉蒂亞醫院則受到了地震的影響。地震預警軟件廠商QuakeLogic日前在網絡發布一段視頻顯示，隔震層上部結構像浮在軟墊上一樣前后左右上下晃動，雖然晃動的幅度不大，但毫無疑問的是，隔震層開始工作了。不過由于距震中較遠，當地烈度最高為6.5度，并不高，但隔震層的正常啟動起碼說明它的隔震構造措施得當。
隔震技術被美國地震專家稱為“40年來世界地震工程最重要的成果之一”，它利用隔震層將建筑物基礎與地基上下隔斷，使絕大多數的地震能量不能傳遞上來。減震技術是通過在建筑某些部位設置耗能裝置來耗散或吸收地震能量，從而減小主體結構的地震反應。
自汶川大地震之后，我國對房屋抗震安全性能愈加重視，減隔震技術也被更多地應用到建筑中來。目前建成總量超1萬棟，位列世界第一，但在我國比例不高。解決建筑抗震問題的思路主流仍是傳統的抗震技術。2021年5月我國頒布《建設工程抗震管理條例》后，減隔震技術備受關注。對重點設防類、特殊設防類等建筑，國家推廣政策口徑也由“鼓勵”變“應當采用”，甚至有的地方要求“強制采用”，并鼓勵利用減隔震技術開展抗震加固。
