方 旭，范存新，缪明明

（苏州科技大学土木工程学院 苏州 215011）

0 引言

水塔是在居民区和工业区常见的一种蓄水供水的特种结构，在用水短缺时可以临时供水，解决用水紧张问题。但是在一些大地震或者强台风中，大量的水塔结构遭到了不同程度的损坏，甚至倒塌。在1976年唐山大地震中，唐山火车站36.7 m 高的钢筋混凝土筒壁式水塔多处出现严重裂缝，塔身倾斜严重；2008 年汶川地震中，都江堰某处下部为钢筋混凝土、中上部为砖砌体的水塔出现大量贯通缝和斜裂缝。因此，考虑水塔结构的抗震性能十分重要。

然而水塔属于“头重脚轻”的高耸结构，基本周期较长。这类结构对富含低频成分的长周期地震动十分敏感［1］。窦世昌［2］考虑了长周期地震对高层结构的影响，建立了19层和52层的钢结构，计算了长周期地震动下两种不同层高结构的反应以及易损性，发现不同层高对长周期的反应有较大不同；HUO 等人［3］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动的影响。然而，针对长周期地震作用，水塔和烟囱等高耸结构的地震反应研究和性能评估却少有。周长东等人［4］对某一现存的倒锥壳式水塔及高耸钢筋混凝土烟囱结构［5］进行了三维地震易损性分析，明确了结构的薄弱位置；苏瑜［6］建立倒锥壳水塔有限元模型，并对其进行振型特性分析、反应谱法分析以及弹性动力时程分析，结果表明反应谱法得到的结果可能偏于不安全；花立春［7］考虑了某混凝土水塔结构流固耦合下的地震响应。……