长周期地震动的能量反应谱
2021-06-04李宇李琛赵福志李钊
李宇,李琛,赵福志,李钊
(1.长安大学 公路学院,陕西 西安 710064;2.长安大学 建筑学院,陕西 西安 710064)
2003 年,在日本十胜冲地震中,苫小牧地区(震中距约225 km,PGA=89.2 gal)的储油罐被破坏并引发火灾;北海道许多桥梁也发生破坏,如Rekifune Bridge 跨中竖向位移达12 cm.2011 年,在东日本大地震中,东京都办公大楼(震中距约300 km)地下3层的最大加速度仅为74 gal,而顶部(48 层)最大位移却达65 cm;大阪府办公大楼(震中距约700 km)顶部(52 层)最大加速度仅为131 gal,而最大位移却达132 cm.可见,长周期地震动(远场卓越周期偏大型地震动)对长周期结构有较大影响.此后,学者们开始真正地关注长周期地震,并研究了长周期地震作用下的超高层建筑结构[1-5]、基础隔震结构[6-7]、隔震桥梁[8]、钢筋混凝土框架[9-10]和风电机组[11]等长周期结构的地震响应.但是,上述研究仅停留在计算长周期结构地震响应的初步阶段,还未能在长周期地震作用下进行长周期结构的抗震设计.究其原因,主要是由于缺乏抗震设计用的长周期地震反应谱.
目前,反应谱法仍是世界各国抗震规范中最主要的抗震设计方法,而反应谱则是该法的基础.随着长周期结构的日益增多,我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)[12]、《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111—2006)[13]和《公路桥梁抗震设计规范》(JTGT 2231-01—2020)[14]分别将反应谱延伸至6 s、5Tg和10 s,但仍未能满足工程应用要求,而且反应谱下降段也与实际长周期反应谱的特征不符(即特征周期Tg偏小、下降形式单一和幅值偏小)[15].因此,有必要针对长周期反应谱开展专门研究.
由于传统地震仪的……