按房屋结构类型划分,云南地区房屋建筑主要包括钢筋混凝土剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架结构、内框架结构、钢筋混凝土厂房、砖混结构、砖结构、砖木结构、木构架房屋、土坯房屋等。其它还有少量具有民族特色的圆木屋(分布在丽江、宁蒗泸沽湖畔彝族地区)、穿斗木结构竹编墙或木板墙(分布在滇南、滇西南傣族、佤族地区)。地震现场工作中,结合我省绝大部分地震灾区的具体特点和多年来地震现场工作的实际情况,参照有关规范^③,④(中国地震局,1998; GB/T 18208.4—2005,GB/T 18208.3—2000),按建筑物的抗震性能和建筑单价的差异,将房屋建筑大致划分成钢筋混凝土框架结构房屋、多层砌体房屋、砖木结构房屋、土木结构房屋和其它结构房屋5类。

由于其它结构的房屋在灾区零星分布,历次地震的灾害损失评估报告把其它结构房屋纳入土木结构进行震害调查和灾害损失评估。云南地区主要房屋建筑结构可归纳为框架结构、砖混结构、砖木结构和土木结构4类(非明伦等,2006,2007; 周光全等,2003,2005a,2005b,2006)。

“灾评国标”提出简易房屋概念。简易房屋包括单层砖结构厂房、木构架房屋(包括砖、土围护墙)、砖柱房屋、土坯房屋和石墙承重房等。在地震现场调查和灾害损失评估时,房屋建筑类别的划分把单层砖柱厂房、砖柱房屋归并到砖木结构房屋,土坯房屋、石墙承重房归并到土木结构房屋。这样看来,云南地区4类房屋结构类型中,砖木结构房屋和土木结构房屋可归为简易房屋。

“规定”把房屋的破坏划分为毁坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏和基本完好等5个破坏等级。“灾评国标”将简易房屋的破坏等级进行了适当的合并,划分为毁坏、破坏和基本完好3个破坏等级。具体说来就是,将毁坏、严重破坏合并为毁坏,将中等破坏、轻微破坏合并为破坏,保留基本完好。简易房屋的3个破坏等级可按下列标准进行划分。

(1)基本完好(含完好):土木结构房屋个别掉瓦或墙体细裂; 砖木结构房屋墙体有轻微裂缝。不加修理可继续使用。

(2)破坏:承重构件出现位移或局部有裂缝; 土木结构和砖木结构房屋的非承重构件如围护墙体发现明显裂缝或严重开裂、甚至局部倒墙,普遍梭瓦或明显掉瓦。可修理,修理后可继续使用。

(3)毁坏:两面以上墙体倒塌,屋架明显倾斜或倒塌,屋盖坍落或完全倒塌; 承重构件多数断裂或破坏严重,结构濒于崩溃。修理困难或无法修复。

本文研究所采用的地震灾害数据(表1)主要来源于云南省地震局历次地震灾害损失评估报告,同时参考了有关文献(国家地震局,国家统计局,1996; 中国地震局监测预报司,2001)。本研究将邻区发生并波及云南辖区的地震灾害统计在内。

表1 1992～2009年云南地区地震灾害目录
Tab.1 List of earthquake disasters in Yunnan from 1992 to 2009

1992～2009年期间,只有2002年没有M≥5.0地震,此外历年都有M≥5.0地震发生。18年的时间内,云南境内发生或受邻区影响的M≥5.0(含少数4.7～4.9级)地震68次,平均每年3～4次。由于云南地区人口分布相对均匀,人口密度相对稠密,一般情况下,M≥5.0(含少数4.7～4.9级)地震都是成灾事件。地震部门组织有一定规模的地震应急55次,并完成了相应的灾评报告共55个。

地震灾害损失评估过程中,对于发震地点相同、发震时间相近的多次地震,难以详细区分不同地震的震害,只能提出一个综合评估结果; 对于主震不久后发生的强余震,由于没造成更大损失,而且灾区恢复重建工作尚未开展,因此没有进行灾害损失评估; 对于在邻区发生、波及云南辖区的地震,只考虑云南境内的地震灾害。1992～2009年云南地区成灾地震68次。

1992年,地震灾评处于尝试阶段,相应的报告不尽规范,没有给出房屋建筑的破坏比。1993年以后至“灾评国标”实施以前,云南地区简易房屋划分为毁坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏和基本完好5个破坏等级。在此期间云南地区共完成了44次灾评,其中,有40个灾评报告给出了Ⅵ度区土木结构房屋的破坏比,35个灾评报告给出了Ⅵ度区砖木结构房屋的破坏比; 22次灾评报告给出了Ⅶ度区土木结构房屋的破坏比,16次灾评报告给出了Ⅶ度区砖木结构房屋的破坏比; 8次灾评报告给出了Ⅷ度区土木结构房屋的破坏比,7次灾评报告给出了Ⅷ度区砖木结构房屋的破坏比; 1995年武定6.5级和1996年丽江7.0级两次地震造成Ⅸ度破坏区,因此,有2次灾评报告给出了Ⅸ度区土木和砖木结构房屋的破坏比。1993年以后至“灾评国标”实施以前历次地震简易房屋破坏比平均值见表2。

表2 “灾评国标”实施前云南地区简易房屋不同破坏等级的破坏比(%)平均值
Tab.2 Buildings average damage ratio of several classes in Yunnan before the <Post-earthquake field works—Part 4:Assessment of direct loss> been bring into effect

根据“规定”和“灾评国标”,地震失去住所人数是指因地震失去住所而在室外避难的人数。失去住所的人数(T)按下式统计计算:

T=(c+d+e/2)/a×b-f.(1)

式中,a为户均居住面积,b为户均人口,c为所有住宅房屋的毁坏面积,d为所有住宅房屋的严重破坏面积,e为所有住宅房屋的中等破坏面积,f为死亡人数。

从式(1)可以看出,因地震毁坏和严重破坏的住房无法居住,这两种房屋的居住者被划为失去住所人员; 中等破坏的房屋部分无法居住,这种房屋的居住者有一半被划为失去住所人员。

“灾评国标”实施以后,简易房屋的破坏等级被简化,土木结构和砖木结构房屋只有毁坏、破坏和基本完好3个破坏等级,原有的严重破坏与毁坏合并为毁坏,原有的中等破坏与轻微破坏合并被定为破坏。显然,按照公式(1)的定义,毁坏房屋的居住者是失去住所人员,部分破坏房屋的居住者也应当是失去住所者。那么,究竟有多少居民因其房屋破坏而需要化为失去住所人员呢?要回答这个问题,需要从中等破坏和轻微破坏的破坏比所占权重入手分析。

(1)中等破坏简易房屋占破坏房屋的权重

按“灾评国标”简易房屋破坏等级划分的原理,将表2中各烈度区土木结构和砖木结构房屋中等破坏比值与轻微破坏比值相加,得到简易房屋破坏等级房屋的破坏比,用ζ_sd表示。“灾评国标”发布实施前中等破坏房屋的破坏比用ζ_md表示(表3),中等破坏房屋在破坏房屋中所占的权重用η表示,则

η=(ζ_md)/(ζ_sd).(2)

按式(2)计算,“灾评国标”实施前中等破坏房屋占破坏等级房屋的权重η如表3。

表3 中等破坏房屋在破坏等级中所占的权重η
Tab.3 Proportion of Medium Damage classes of buildings in Damage

(2)简易房屋地震失去住所人数的计算公式

根据“灾评国标”实施前的计算方法,即遵循公式(1)的计算原理,“灾评国标”实施后,令C_n表示所有住宅房屋的毁坏面积,D_n表示所有住宅房屋的破坏面积,T_n表示简易房屋地震失去住所的人数,则

T_n=(C_n+D_n·η/2)/a×b-f.(3)

式中,a为户均居住面积,b为户均人口,C_n为所有住宅房屋的毁坏面积,D_n为所有住宅房屋的破坏面积,f为死亡人数。

将表3η值代入式(3)可分别计算不同烈度区失去住所人数。然而,地震灾害损失评估的原则是大致估算相关数值,无须非常精确,可取平均值代入式(3),进一步简化公式

T_n≈(C_n+D_n/4)/a×b-f.(4)