戴靠山，胡 皓，梅 竹，刘 洋

(四川大学土木工程系，成都610065)

风能是一种常见的分布广泛的清洁能源[1]。风力发电技术兴起于北欧并在全世界发展成熟，中国的风电装机总量2020年已达290 GW，如图1(a)所示，占世界35%以上，如图1(b)所示。由于北欧地区地震较少，相关研究主要针对风荷载[2−3]，风力发电塔设计规范对于其抗震性能没有给予足够重视。我国风力发电需求逐年增加，风电场选址向地震多发地区扩展，比如地震频发的四川省2020年预计新增装机180万千瓦。风力发电塔的抗震性能逐渐成为我国风电领域关注的主要问题之一[4−5]。

图1 中国与世界风电装机总量对比Fig.1 Installed capacity of the wind power

风力发电塔属于“头重脚轻”的高柔结构，基本周期较长。因此，这类结构对富含低频成分的长周期地震动更为敏感[6]。然而，针对长周期地震作用，风电塔的地震反应研究和塑性分析仍然较少。赵志等[7]针对风力发电塔的高柔特性，分析了地震动的频谱特性对风力发电塔响应的影响，发现在极端地震荷载下风力发电塔塔身出现局部屈曲甚至严重倒塌。Huo等[8]指出软弱地基上风力发电塔筒结构的设计需要考虑长周期地震作用的影响。但上述结论仅是针对少数几条特定地震动的结果。根据断层距的不同，长周期地震动又分为远场长周期地震动和近场长周期地震动(脉冲型)。近场脉冲地震动具有速度脉冲明显、水平和竖向峰值加速度均较大的特征，对长周期结构有破坏性[9−10]。Liossatou 等[11]分析了近场脉冲型地震动速度脉冲对钢筋混凝土结构的抗震性能的影响，发现该类地震动会造成钢筋混凝土结构更严重的破坏。……