两次地震后电梯损坏的现场研究

看看造成的损害以及未来需要采取哪些措施来防止这种情况发生

作者：Ferhat Çelik、C. Erdem Imrak 和 Sefa Targıt

本文在捷克共和国布拉格举行的 Elevcon 2023 上发表。

关键词： 地震、电梯、危险、EN 81-77 标准

抽象 

电梯广泛用于建筑物内人员和货物的垂直运输。在过去记录的许多地震事件中，电梯都受到了大量损坏。土耳其地震危险区有大量电梯。地震危险区的任何建筑物都应设计成能够承受地震冲击。在这项研究中，土耳其电梯和自动扶梯协会 (AYSAD) 在两次地震后对马拉蒂亚及其周边地区进行了为期一天的实地研究，对受检查的电梯中发现的损坏情况和现状进行了评估。

1. 土耳其双地震

电梯系统会受到地震的不利影响。如 EN 81-77:2013 标准所示，地震危险区的电梯和井道需要比正常安​​装实践进行某些额外的考虑。 

土耳其是欧亚板块与非洲板块和阿拉伯板块碰撞复杂地带内的地震活跃区。土耳其最著名和最重要的地震灾害是北安纳托利亚断层。东安纳托利亚断层从土耳其东部向西南延伸至地中海，是另一个众所周知的大地震源。

破坏性地震造成的重大生命和财产损失开创了抗震建筑设计原则的发展。土耳其地震灾害图如图 1 所示（AFAD，2018）。

1.1 1999 年伊斯坦布尔附近的伊兹米特地震 

20,000 年 15,500 月 10 日，土耳其西北部马尔马拉海东延发生了本世纪最强烈的地震之一，造成约 25 人死亡，约 17 座建筑物被毁，造成近 1999-105 亿美元的损失。位于伊斯坦布尔以东约 10 公里处，是一座人口超过 7.5 万的城市中心，靠近北安纳托利亚断层上的伊兹米特镇。经修正的里氏震级测量，此次地震震级为 2004 级（Mw）。地震之后又发生了数百次余震（Ozkirim & Imrak，1999）。不幸的是，由于XNUMX年伊兹密尔地震后没有在地震区进行实地研究，因此没有评估该地区电梯的损坏情况。

1.2 2011 年范地震 

土耳其东部凡省发生一次非常强烈的破坏性地震，震级为 7.2 Mw，所有邻国均有震感。凡省地震发生于当地时间 23 年 2011 月 13 日 41:8,321，该地震的模型基于远场波形记录。该省有多达 7.6 所房屋无法居住，平均每户人口约为 63,000 人；也就是说，约有 2014 人无家可归。死亡人数主要是由于城市地区的建筑物倒塌造成的（Imrak & Çelik，25 年）。经过三天（27 年 2011 月 2012-2012 日）对埃尔吉什、埃德雷米特和凡城中心的电梯进行调查后，发表了一份调查报告，其中包含电梯类型、损坏类型和照片证据（Imrak，2013a、25b、XNUMX 年）。总共检查并报告了XNUMX部电梯。

1.3 2023 年卡赫拉曼马拉什附近发生的两次地震

7.8 年 6 月 2023 日，土耳其南部和中部发生了 37 兆瓦的地震。震中位于加济安泰普西北偏西 7.7 公里处。随后发生了 95 兆瓦地震。这次地震的震中距第一次地震的东北偏北 XNUMX 公里。 

损失惨重，数万人死亡。面积约350,000万平方公​​里²土耳其发生两次毁灭性地震，造成 50,000 万多人死亡、数千人受伤。 7.8 级和 7.5 级地震还摧毁了重要的基础设施，使该地区的社区迫切需要人道主义援助。 6 月 XNUMX 日袭击土耳其南部的两次大地震给卡赫拉曼马拉什省的一个地区造成了巨大破坏。

据估计，有 14 万人（占土耳其人口的 16%）受到影响。这是自 526 年安提阿地震以来，当今土耳其境内最严重的地震。据坎迪利天文台称，安塔基亚和震中附近的主震最大MMI估计已达到MMI XI-XII（极端）。

2. 马拉蒂亚实地研究和结果

6 年 2023 月 11 日，埃基诺祖-卡赫拉曼马拉什 (北纬 38.0818，西经 37.1773) 于当地时间 7.5:7.7 震级为 Ml=04 (Mw=17)，影响了东南部和东安纳托利亚地区的 37.1757 个省份。震中，然后是当地时间 37.085:13 震中的索法拉卡-塞希特卡米尔-加济安泰普（北纬 24，西经 7.4），在两次非常严重的地震后，仪器仪表震级为 Ml=7.6（Mw=XNUMX）。 AYSAD 在马拉蒂亚省进行了实地研究。 

在受地震影响的省份之一的马拉蒂亚，优先目标是确定和记录医院、住宅楼和工厂建筑中轻微损坏但可以进入的电梯和部件的状况和损坏情况，并传输此信息以报告的形式向有关机构和组织报告。

AYSAD 代表团检查了建筑物中的电梯井、铁路连接、机房、机械、轿厢和配重部件，并确定了这些部件在地震期间表现出的行为。

由于该地区余震持续，救援工作持续紧张，且进入建筑物的许可有限，因此在为期一天的现场考察中检查了有限数量的建筑物和电梯。

基于这一解释，仅检查了16部电梯，电梯根据建筑物高度（停靠站数量）的分布如表1所示。其中，还检查了液压驱动的残疾人平台。

表2给出了马拉蒂亚研究的电梯类型。其目的是检查尽可能多的不同类型的电梯，但也考虑了余震和进入建筑物的风险。被检查的电梯中，除校医院外还有一部立交电梯和一部全景电梯，其中在一个大阁楼内检查了多台电梯，而其中一间低层建筑的机房无法检查。 

受检电梯按层门类型和容量的分布如表3所示。

从一般电梯的检查来看，可以说几乎所有电梯都不是按照EN 81-77标准设计和安装的。特别是，据观察，钣金组合支架并不是专门为地震区设计的，其中许多都因地震的影响而造成结构损坏（图4）。

现场考察时发现，安装火灾和地震传感器的电梯仅位于大学医院大楼内。地震发生后，观察到传感器被激活并执行其任务。然而，由于电梯维护服务缺乏组织/能力，无法执行地震传感器的重置。

虽然凡城地震后医院视察期间 MRL 电梯及其周围环境受到损坏，但在马拉蒂亚视察期间，不同工作方式的厅门均未受到损坏。

尽管电梯的配重由混凝土块组成，但如果配重移位并掉落到电梯轿厢顶部或观察到的电梯中间，则不会造成损坏。然而，配重损坏是最常见的损坏，其中混凝土块破裂、钢框架内移位以及配重靴损坏（图 5）。

本次地震中电梯设备受损部件如下：

• 配重脱轨，部分配重与轿厢相撞
• 提升绳索损坏或脱离滑轮
• 导轨支架断裂或损坏
• 调速器电缆挂起
• 滚轮导靴破损或松动
• 补偿电缆脱离凹槽或损坏
• 部分井道倒塌，汽车被埋在底部 

上述所有损坏均已在绳索驱动电梯中观察到。现场只能检查两台液压升降机。经确定，这些电梯在通电时工作平稳（图6）。范地震后的调查中没有观察到液压电梯受损的情况。

为确保发生地震时电梯系统的损坏最小，应采取以下对策：

• 利用地震能量来启动有用功能的地震开关
• 配重措施，如箱式支架、拉杆、带位移环的带电电线
• 足够尺寸的导轨
• 滚柱导轨总成
• 固定板
• 隔震建筑的结构支撑框架
• 其他保护措施，例如绳索防护装置和防阻碍装置

三、讨论与结论

EN 81-77 规定了永久安装在符合 EN 1998-1（欧洲规范 8）的建筑物内的乘客和货物乘客电梯的特殊规定和安全规则，并定义了 EN 81-20 和 EN 81 的附加要求-50。 

81年凡城地震后，EN 77-2014标准于2011年开始在土耳其应用。凡城地震后现场检查的电梯中不存在该标准中解释的计算和设计元素。该标准于2020年和2022年进行了修订，并在土耳其生效。

在 1999 年伊兹密尔地震和 2011 年凡地震之后的几年里，人们预计 EN 81-77 标准将用于安装在地震危险地区的电梯。然而不幸的是，81年两次地震后，安装在地震区建筑物内的电梯也遇到了同样的结构缺陷和不适用EN 77-2023标准的问题。

液压电梯无对重，采用减震缸结构，经久耐用，可以更方便地在地震区的低层建筑中使用。 

案例

1.AFAD（2018）。 Türkiye Deprem Tehlike Haritaları Interaktif Web Uygulaması (土耳其地震灾害地图交互式 Web 应用程序）。土耳其内政部灾害和应急管理主席团 (AFAD)。 tdth.afad.gov.tr

2.欧洲标准化委员会（2022）。 电梯建造和安装安全规则——客梯和货梯的特殊应用——第77部分：受地震条件影响的电梯. EN 81-77。 

3. 伊姆拉克，CE (2012a)。 2011 年货车地震对电梯影响的调查。 Elevator World 59（6），40-45。

4. 伊姆拉克，CE (2012b)。凡地震对电梯的影响。 电梯 41（6），44-65。

5. 伊姆拉克，CE (2013)。 2011 年土耳其范地震对电梯影响的调查。 Elevator World India 6（1），34-39。

6. 伊姆拉克，CE 和切利克，F. (2014)。 2011 年范地震对电梯的影响。 ELEVCON 2014 论文集，巴黎，114-124。

7. 国际医疗队（2023）。 叙利亚/土耳其地震局势 报告#7，8 年 2023 月 XNUMX 日。

8. 国际蓝新月救济与发展基金会（2023）， 卡赫拉曼马拉什地震，情况报告#20，6 年 2023 月 XNUMX 日。

9. Ozkirim, M 和 Imrak, CE (2004)。伊斯坦布尔地震危险区的电梯对策。 ELEVCON 2004 论文集，伊斯坦布尔，18-19 日。