近断层地震动对高层建筑结构抗震性能的影响
2012-05-10CarlosEstuardoVentura何敏娟
李 旭,Carlos Estuardo Ventura,何敏娟
(1.同济大学 建筑工程系,上海 200092;2.英属哥伦比亚大学 土木工程学院地震工程研究中心,温哥华V6T1Z4)
地震发生时,根据场地离开断层距离的远近,将地震动分为近断层地震动和远场地震动.通常将距离断层不超过20~60km区域场地的地震动称为近断层地震[1],大于该范围的地震动统称为远场地震.正是由于近断层地震动距离断层较近,使得断层本身的破裂和滑动特性对地面运动影响较大,从而明显区别于远场地震地面运动[2].其中,近断层地震最为突出的特点是具有速度脉冲特性,而引起速度脉冲的因素主要包括近断层地震向前方向性效应(forward directivity)和滑冲效应(fling-step)[3-5].
地震工作者从几次世界范围的大地震中获得了近断层地震动记录,如1992年Landers地震、1994年Northridge地震、1995年 Kobe地震、1999年Chi-Chi地震、1999年 Turkey地震和2010年Chile地震等.这为进一步对近断层地震动的研究提供了宝贵的数据资料.通过分析近断层地震地面运动特征,建立了诸多简化模型[6-7],包括简单方形、三角模型、三角函数模型等,最被接受的是三角函数模型,如采用Type-A模型表示滑冲效应,采用Type-B模型表示向前方向性效应,采用Type-C模型模拟含有多个脉冲的地面运动.
从很多震害现象中得出,近断层地震对工程结构的破坏性比远场地震来得更为严重,尤其是对高层建筑结构[4,8-10].近年来,结构在近场地震下的响应特性受到学者的广泛关注,而且普遍认为向前方向性效应比滑冲效应对结构具有更大的潜在的不利影响[11].Somerville解释了近场地震向前方向性效应,并对其建立了经验模型[12];……
