面向高层抗震隔震结构的近断层地震动强度指标研究

摘要

地震动强度指标是连接地震危险性分析和结构概率地震需求分析的桥梁，对于近断层区域结构的抗震分析具有重要意义，已成为地震工程领域的重点研究内容之一。但有关长周期高层抗震隔震结构的近断层地震动强度指标的研究还比较少。基于此，本文设计了两类高层建筑结构，选取100条台湾集集地震强震记录(50条脉冲记录和50条无脉冲记录)作为输入，计算了两类高层建筑结构的动力响应，并运用统计学方法对地震动强度指标和高层建筑结构的地震响应进行研究。旨在统计分析地震动强度指标有效性、实用性、有益性、充分性和危险可计算性的一般规律。同时对与强度指标有关的地震需求危险性曲线和地震需求易损性曲线进行了相关讨论。 首先，计算了集集地震作用下11层和14层钢筋混凝土框架结构的工程需求参数。在构建概率地震需求模型时，提出了新的强度指标AP和AS，并运用五个选取准则分析了不同工程需求参数对所选强度指标性能的影响。结果表明：针对于楼层位移和层间位移角，结构相关强度指标的有效性、有益性和充分性好于结构无关强度指标，与平均层间位移角有关的强度指标的性能远好于与最大层间位移角有关的强度指标；就层间位移角而言，与脉冲型地震动有关的最优强度指标易于从拟速度反应谱Spv中获取，与无脉冲地震动有关的强度指标易于从速度反应谱Sv中获取。另外，选出了适合于所选长周期抗震结构的最优强度指标。 其次，进一步计算了集集地震作用下10层钢筋混凝土框架基础隔震结构的工程需求参数，并考察了不同屈服位移下的工程需求参数对强度指标性能的影响。分析表明：随着屈服位移的增大，性能较好的强度指标趋向于与Spv和Sv有关；提出的强度指标AP和AS表现出较好的性能，能够有效地改进概率地震需求模型。另外，建议了适合于所选基础隔震结构的最优强度指标。 最后，运用间接获取的地震需求危险性曲线讨论了最优强度指标在危险可计算性方面的有效性。研究表明：间接获取的地震需求危险性曲线在抗震结构方面是有效的，在隔震结构方面是无效的；适合于基础隔震结构的最优强度指标需要直接获取场地的地震危险性曲线。

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