汶川地震近断层地震动作用下结构地震响应特征分析

陈 波 谢俊举 温增平

(中国地震局地球物理研究所，北京 100081)

从汶川地震获取的64组近断层记录中分别选取8条典型速度脉冲型加速度记录和8条非速度脉冲型加速度记录，作为结构地震反应分析的地震动输入；选择具有不同自振特性的3层、11层和20层典型钢筋混凝土框架结构，建立有限元分析模型。分别计算这些结构在速度脉冲型与非速度脉冲型记录作用下的层时变形，对比研究具有不同自振特性结构的层时变形特征。

为减少加速度反应谱的差异对结构地震响应的影响，充分揭示速度脉冲型记录特殊的工程特性，对所选择的强震记录采用时域叠加小波函数法进行调整。在尽可能保持原始地震记录脉冲特征的情况下，使得调整后的地震加速度反应谱在周期段（0.2T1～1.5T1）内与目标谱保持一致（图1）。

研究表明，在汶川地震速度脉冲型记录与非速度脉冲型记录作用下结构层时变形有明显差异，并与结构自振特征有关。

（1）在两组加速度反应谱一致的前提下，与非速度脉冲记录相比，速度脉冲记录对低层结构的层时平平反应影响的差别较小，而随着结构层数的增高，速度脉冲记录对结构层时平平响应的影响逐渐明显。结构层时平平变形的离散性也表现出类似特征。非速度脉冲地震动对受第一振型控制的中低层结构层时变形影响较大；速度脉冲型记录则更容易激发高层结构的高阶振型的响应，因而产生较大的变形。

（2）与集集地震和北岭地震近断层速度脉冲型地震动作用下的高层结构产生较大弹塑性变形相比，汶川近断层多层和高层结构的地震反应较小。……