強(qiáng)震下鋼筋混凝土框架和磚混結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)分析
——以云南漾濞6.4級地震為例

張梓榮，王宏偉,2*，陳學(xué)良，范志凱

1廣州大學(xué)土木工程學(xué)院，廣州510006

2東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海201620

3中國地震局地球物理研究所，北京100081

0 引言

據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，2021年5月21日21時(shí)48分34秒，云南省大理州漾濞縣（北緯25.67°，東經(jīng)99.87°）發(fā)生6.4級地震，震源深度為8 km.地震后共收到云南省地震局21組強(qiáng)震動記錄事件.其中漾濞臺震中距最小，所記錄的加速度峰值最大（中國地震局工程力學(xué)研究所，2021）.

地震具有復(fù)雜性，而結(jié)構(gòu)的自身動力特性的復(fù)雜性對結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)也有影響（許鎮(zhèn)等，2019）.同一地震動作用下，同樣平面布置的不同高度結(jié)構(gòu)和不同類型的結(jié)構(gòu)，在不同的相對位置其變形和損傷會有所不同，結(jié)構(gòu)的樓層加速度、層間位移角響應(yīng)會表現(xiàn)出一定的差異.樓層加速度通常與非結(jié)構(gòu)破壞有關(guān)，樓層加速度過大會影響建筑物當(dāng)中設(shè)備的正常運(yùn)行，并導(dǎo)致室內(nèi)物品的倒塌和掉落，從而影響人員的生命安全（孫魁等，2020）.層間位移角是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要宏觀指標(biāo)之一，利用層間位移角能夠很好地判別結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn)（黃悠越，2012）.

本文針對漾濞臺強(qiáng)震動記錄展開分析，并以此作為輸入，對不同高度的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，包括低層、多層和高層框架結(jié)構(gòu)，以及一低層磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震動力彈塑性時(shí)程分析.主要從樓層加速度和層間位移角兩方面來探討不同高度框架結(jié)構(gòu)在該強(qiáng)震下的動力響應(yīng)特點(diǎn)，并進(jìn)一步分析樓層振動對人體反應(yīng)的影響；對比了磚混結(jié)構(gòu)與低層框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的不同，并對磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能評定.分析結(jié)果與漾濞臺站附近的部分建筑物實(shí)際震害情況基本符合，可為災(zāi)區(qū)震害評估和震后修復(fù)提供指導(dǎo)，同時(shí)為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提供一定參考.

1 強(qiáng)震動記錄分析

此次地震最高烈度為8度，8度區(qū)面積約170 km2，主要涉及漾濞縣蒼山西鎮(zhèn)、漾江鎮(zhèn)、太平鄉(xiāng)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn).在6度區(qū)以上的面積約6 600 km2（含洱海），共涉及大理州6縣市（云南省地震局，2021）.在8度區(qū)，木構(gòu)架房屋少數(shù)墻體倒塌，多數(shù)開裂，普遍梭掉瓦；磚混結(jié)構(gòu)部分墻體開裂；框架房屋部分墻柱、墻梁結(jié)合部位開裂，少數(shù)剪裂.

漾濞臺站（53YBX）所在坐標(biāo)為北緯25.7°，東經(jīng)99.9°，震中距為7.9 km，計(jì)算儀器地震烈度8.3度，所處位置場地條件為土層.以下對漾濞臺強(qiáng)震動的加速度時(shí)程和加速度反應(yīng)譜進(jìn)行分析.

1.1 地震波加速度時(shí)程曲線

該強(qiáng)震動記錄的三方向分量的加速度時(shí)程曲線如圖1所示. 東西（EW）、南北（NS）、垂直向（UD）加速度峰值分別為379.892 cm/s2、720.324 cm/s2、448.380 cm/s2.三個(gè)方向的強(qiáng)震動加速度峰值主要集中在30～35 s之間.

圖1 漾濞臺強(qiáng)震動記錄加速度時(shí)程記錄Fig.1 Acceleration time history of strong motion recording of Yangbi Station

1.2 地震波加速度反應(yīng)譜

根據(jù)三方向分量的加速度時(shí)程分別繪制出三方向分量的加速度反應(yīng)譜（5%阻尼），并依據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2010）（中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫組，2016）繪制出設(shè)計(jì)地震分組第一組，第Ⅱ類場地類別下各罕遇地震烈度下的加速度反應(yīng)譜，如圖2所示.

圖2 漾濞臺加速度反應(yīng)譜Fig.2 Acceleration response spectrum of Yangbi Station

對該地震加速度反應(yīng)譜與規(guī)范中各罕遇地震烈度下的加速度反應(yīng)譜對比分析.從圖2可以看出，南北向的加速度反應(yīng)譜有明顯尖銳脈沖現(xiàn)象，在周期大約0.1 s達(dá)到峰值，超過了3.5 g，遠(yuǎn)大于9度罕遇地震加速度反應(yīng)譜峰值.東西向和豎直向地震加速度反應(yīng)譜峰值相對較小，主要集中在短周期段.加速度反應(yīng)譜在大約周期1.2 s后逐漸減小至8度罕遇地震加速度反應(yīng)譜值以下.

2 結(jié)構(gòu)地震動力響應(yīng)分析

本文針對上述漾濞臺強(qiáng)震動記錄，基于Perform-3D結(jié)構(gòu)非線性分析軟件，將強(qiáng)震動三分量加速度時(shí)程輸入到四個(gè)結(jié)構(gòu)模型中進(jìn)行彈塑性動力時(shí)程分析，以探究建筑結(jié)構(gòu)在該強(qiáng)震下的地震響應(yīng)不同特點(diǎn).四個(gè)結(jié)構(gòu)模型包括2層（低層）、5層（多層）、10層（高層）混凝土框架以及2層磚混結(jié)構(gòu)模型.

2.1 框架結(jié)構(gòu)

2.1.1 2層、5層、10層框架結(jié)構(gòu)基本信息

三棟框架結(jié)構(gòu)均采用相同的結(jié)構(gòu)平面圖，如圖3所示. 此類框架結(jié)構(gòu)平面布置多應(yīng)用于學(xué)校教學(xué)樓、辦公樓等.結(jié)合工程實(shí)例，參考教學(xué)樓框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，按照規(guī)范要求，基于Perform-3D建立三個(gè)不同高度框架結(jié)構(gòu)模型，包括2層、5層、10層框架彈塑性模型，梁柱單元采用纖維模型（郭宗明等，2020）. 模型采用水平剛性樓板假定，不考慮模擬實(shí)際樓板，把樓板單元質(zhì)量有效地分配給樓層節(jié)點(diǎn)，使得計(jì)算自由度減少，從而提高模型的計(jì)算效率.樓板恒載和活載通過折算傳遞到梁上.對于填充墻非受力構(gòu)件，采用把墻體自重以梁間荷載的形式輸入到模型上，填充墻對框架結(jié)構(gòu)剛度的影響通過定義周期折減系數(shù)進(jìn)行考慮.本文定義周期折減系數(shù)為0.8.

框架模型三維圖如圖4所示. 三棟框架結(jié)構(gòu)層高均為3.9 m，2層框架總高7.8 m，5層框架層總高19.5 m，10層框架總高39 m.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.2 g，第一分組，場地Ⅱ類.50年一遇基本風(fēng)壓w0=0.65 kN/m2，地面粗糙度按B類考慮.

圖4 三個(gè)框架模型三維圖.（a）2層；（b）5層；（c）10層Fig.4 Three 3D frame models.(a)Two-story;(b)Five-story;(c)Ten-story

通過對三棟框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到其基本自振周期如表1所示.

表1 三棟框架結(jié)構(gòu)基本自振周期Table 1 Fundamental natural vibration periods of three frame structures

2.1.2 樓層加速度響應(yīng)分析

分別繪制出2層、5層和10層框架結(jié)構(gòu)各樓層的三方向絕對加速度最大值變化曲線，如圖5所示.圖中0層的值代表強(qiáng)震動地面加速度.

圖5 三方向框架結(jié)構(gòu)樓層最大加速度變化.（a）2層；（b）5層；（c）10層Fig.5 Variation of maximum floor acceleration of frame in three directions.(a)Two-story;(b)Five-story;(c)Tenstory

結(jié)構(gòu)樓層響應(yīng)放大系數(shù)定義為樓面峰值加速度（PFA）與地震動峰值加速度（PGA）的比值（PFA/PGA），用于表征結(jié)構(gòu)各樓層對地面運(yùn)動加速度的放大作用（尚慶學(xué)等，2020）.

對于多層和高層框架結(jié)構(gòu)，各水平向樓層響應(yīng)放大系數(shù)在0.44～1.65范圍內(nèi)，在豎直方向上，樓層響應(yīng)放大系數(shù)在2.66～4.44范圍內(nèi).對于低層框架結(jié)構(gòu)，水平方向樓層加速度無明顯放大，但在豎直方向上的樓層加速度放大作用卻非常明顯，其樓層響應(yīng)放大系數(shù)最大達(dá)到10.6，樓層峰值加速度達(dá)到4.76 g，比多層和高層框架的樓層響應(yīng)更為強(qiáng)烈.相對于水平方向，三棟框架結(jié)構(gòu)在豎直方向樓層加速度放大效應(yīng)更為顯著.

根據(jù)震中距小于20 km和PGV/PGA<0.2，可判別該漾濞臺強(qiáng)震動為非脈沖近場地震動（王海東等，2019），漾濞臺強(qiáng)震動的豎向與水平向加速度峰值比值PGAV/PGAH=0.62<2/3，但該強(qiáng)震對結(jié)構(gòu)的豎向樓層加速度放大效應(yīng)卻非常顯著，尤其對于低層框架.有研究表明，在某些豎向加速度峰值較低的非脈沖近斷層地震動下，低矮結(jié)構(gòu)的樓層豎向加速度響應(yīng)放大系數(shù)很大，最大超過10（戴靠山等，2021）.顯然，漾濞臺強(qiáng)震屬于這一類型地震動.

以下從結(jié)構(gòu)樓層加速度反應(yīng)譜進(jìn)行進(jìn)一步探討.從圖6中三棟框架結(jié)構(gòu)頂層豎向加速度反應(yīng)譜可以看出，2層框架頂層加速度反應(yīng)譜的卓越周期約為0.05 s，與豎直向地震的加速度反應(yīng)譜卓越周期極為靠近，且對應(yīng)的反應(yīng)譜峰值放大顯著，可以認(rèn)為，豎向地震動作用引起2層框架樓層的共振放大效應(yīng).而對于5層和10層框架，其頂層加速度反應(yīng)譜峰值較小，對應(yīng)周期避開了豎向地震卓越周期.可以表明，低層結(jié)構(gòu)更易受到強(qiáng)樓層豎向加速度的影響.

圖6 三棟框架結(jié)構(gòu)頂層豎向加速度反應(yīng)譜Fig.6 Vertical acceleration response spectrum of top floor of three frame structures

2.1.3 樓層傅里葉幅值譜分析

為進(jìn)一步探究地震波在結(jié)構(gòu)樓層中的傳播規(guī)律，需要對結(jié)構(gòu)的樓層加速度時(shí)程進(jìn)行傅里葉幅值譜轉(zhuǎn)換并進(jìn)行分析.本文從超低頻振動對人體產(chǎn)生影響（李盈忠等，1994）的角度來分析樓層傅里葉幅值譜.豎直向樓層傅里葉譜值主要在10 Hz以上，而水平向樓層傅里葉譜值集中在0.1～10 Hz低頻段內(nèi)，同時(shí)，Y方向下的樓層加速度響應(yīng)較X向強(qiáng)烈，故本文主要針對Y向的樓層振動來分析.圖7是選定三個(gè)結(jié)構(gòu)中一些有代表性的樓層在Y向的傅里葉幅值譜的對比.從圖7可以看出，樓層傅里葉幅值主要集中在0.1～10 Hz頻段，峰值主要在1～2.5 Hz低頻段.2層框架頂層和10層框架第2層傅里葉幅值譜作對比，2層框架的幅值譜相對更大，峰值對應(yīng)的頻率更大；5層框架頂層和10層框架結(jié)構(gòu)的第5層作對比，5層框架的幅值譜稍微更大，峰值對應(yīng)的頻率更小.對于10層框架結(jié)構(gòu)，在低頻段，1層、5層、10層的傅里葉幅值譜的分布基本一致，而對于不同樓層處的幅值譜，在第一個(gè)波峰處高樓層處的譜值始終大于低樓層處的譜值.

圖7 Y向樓層傅里葉幅值譜.（a）2層和10層框架在第2層的對比；（b）5層和10層框架在第5層的對比；（c）10層框架的第1、5、10層的對比Fig.7 Floor Fourier amplitude spectrum in Y direction.(a)Comparison of second floor of 2-story and 10-story frame;(b)Comparison of the 5th floor of 5-story and 10-story frame;(c)Comparison of the 1st,5th,10th floors of the 10-story frame

2.1.4 振動頻率對人體的影響

人體對于振動會產(chǎn)生不同反應(yīng)，研究表明人的視力、操作能力、平衡穩(wěn)定性與超低頻振動有較大關(guān)聯(lián)，0.1～0.63 Hz是人體全身振動的運(yùn)動病敏感頻段（李盈忠等，1994），在此頻段的振動容易引起人體全身的共振，在地震中體現(xiàn)為人體失衡、摔倒等，同時(shí)，人的身高、體重等因素也會影響人體對地震的反應(yīng).圖7c中10層框架的第10層傅里葉幅值譜中的第二“尖銳”頻率約為0.55 Hz，處于人體運(yùn)動病頻段內(nèi)，幅值相對其他樓層更大，地震中人體的反應(yīng)會更強(qiáng)烈一些.在其他的結(jié)構(gòu)中，傅里葉幅值譜體現(xiàn)出來的“尖銳”區(qū)的頻率基本大于1 Hz，避開了人體的運(yùn)動病敏感頻段，可以表明，在此漾濞強(qiáng)震下，樓層振動對人體的影響不大.

2.1.5 層間位移角對比分析和性能評定

在漾濞臺強(qiáng)震下，對三個(gè)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行層間位移角分析.2層框架最大層間位移角出現(xiàn)在第2層，為1/169；5層框架出現(xiàn)在第3層，為1/114；10層框架出現(xiàn)在第7層，為1/154.三個(gè)框架結(jié)構(gòu)在X、Y方向最大層間位移角變化如圖8所示.

圖8 框架結(jié)構(gòu)的最大層間位移角變化.（a）X方向；（b）Y方向Fig.8 Variation of maximum inter-story drift ratios of frame.(a) X direction;(b)Y direction

利用基于構(gòu)件性能的RC框架結(jié)構(gòu)層間位移角性能指標(biāo)（黃悠越，2012）對三棟框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行分析.各性能水準(zhǔn)下框架結(jié)構(gòu)的層間位移角性能限值指標(biāo)為：完好0.004、輕微損壞0.005、輕～中等破壞0.009、中等破壞0.012、不嚴(yán)重破壞0.016.將主要的性能指標(biāo)：輕微損壞0.005、輕～中等破壞0.009，以及建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中鋼混框架結(jié)構(gòu)的小震彈性層間位移角限值1/550、罕遇地震彈塑性層間位移角限值1/50，繪于圖8.

從圖8看出，X方向三棟框架結(jié)構(gòu)的層間位移角響應(yīng)均比Y方向大，故從X方向?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行地震響應(yīng)分析：所有結(jié)構(gòu)層間位移角未超過輕～中等破壞限值；2層框架2層的最大位移角比首層的大；5層、10層框架隨著樓層增大，最大層間位移角先增大后減?。幌鄬Φ蛯雍透邔?，多層框架層間位移角響應(yīng)總體上更強(qiáng)烈.2層框架整體上達(dá)到輕微損壞；5層框架的中間三個(gè)樓層達(dá)到輕微損壞；10層框架僅部分中上樓層達(dá)到輕微損壞.對于輕微損壞的描述，可以認(rèn)為當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入輕微損壞狀態(tài)時(shí)，個(gè)別構(gòu)件達(dá)到輕微損壞水準(zhǔn)，極限狀態(tài)為部分（30%）構(gòu)件進(jìn)入輕微損壞狀態(tài)，個(gè)別（5%）構(gòu)件進(jìn)入輕~中等破壞狀態(tài)（黃悠越，2012）.分析結(jié)果表明該強(qiáng)震對基本自振周期較長的高層結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響較小.

2.2 磚混結(jié)構(gòu)

2.2.1 磚混結(jié)構(gòu)基本信息

磚混結(jié)構(gòu)常應(yīng)用于村鎮(zhèn)建筑中的住宅、學(xué)校和辦公樓等，具有造價(jià)較低、施工技術(shù)簡單等優(yōu)點(diǎn).本文參考常見磚混結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)，并且按照一定設(shè)防要求建立磚混結(jié)構(gòu)模型.結(jié)構(gòu)基本信息：磚混結(jié)構(gòu)為2層，首層層高3.6 m，二層層高3.3 m.砌體墻采用240厚燒結(jié)普通磚，磚強(qiáng)度等級MU10，砂漿強(qiáng)度等級M7.5.抗震構(gòu)造按7度設(shè)防，主梁、構(gòu)造柱、圈梁和樓板采用C30混凝土，HRB400鋼筋.圈梁為240 mm×200 mm，構(gòu)造柱為240 mm×240 mm，樓板厚110 mm.結(jié)構(gòu)平面圖和三維圖如圖9所示.

圖9 2層磚混結(jié)構(gòu).（a）結(jié)構(gòu)平面布置；（b）模型三維圖Fig.9 A 2-story brick-concrete structure.(a)Structural layout;(b)3D model

基于Perform-3D，采用考慮強(qiáng)度損失Trilinear型混凝土材料本構(gòu)對磚砌體材料進(jìn)行等效.根據(jù)砌體磚和砂漿強(qiáng)度等級，按照一定的參數(shù)取值和計(jì)算方法（劉桂秋，2005），確定砌體的材料本構(gòu).砌體單軸抗壓強(qiáng)度3.76 MPa，彈性模量2 456.3 MPa，泊松比0.15.砌體峰值應(yīng)變?nèi)?.003，殘余應(yīng)力對應(yīng)應(yīng)變?nèi)?.012.按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003—2011）（中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫組，2011），砌體剪切模量取為0.4倍彈性模量.

通過模態(tài)分析，得到磚混結(jié)構(gòu)的前三自振周期分別為：0.13 s、0.10 s、0.09 s.

2.2.2 樓層加速度響應(yīng)分析

繪制出2層磚混結(jié)構(gòu)各樓層的三方向絕對加速度的最大值變化曲線，如圖10所示.

圖10 三方向磚混結(jié)構(gòu)樓層最大加速度變化Fig.10 Variation of maximum floor acceleration of brickconcrete structure in three directions

與2層框架結(jié)構(gòu)相比，磚混結(jié)構(gòu)的水平向樓層加速度響應(yīng)放大更為顯著，放大系數(shù)最大為2.05，加速度峰值達(dá)到1.44 g，這反映周期更短的磚混結(jié)構(gòu)樓層響應(yīng)更強(qiáng)烈，體現(xiàn)該漾濞強(qiáng)震水平向加速度反應(yīng)譜對于不同周期結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的差別.豎直向的樓層響應(yīng)放大系數(shù)為6.34～7.60，如此強(qiáng)烈的加速度響應(yīng)可能造成墻體的開裂與室內(nèi)物品破壞等問題.

2.2.3 磚混結(jié)構(gòu)抗震性能評定

為保證房屋抗震安全，當(dāng)房屋層數(shù)為6層以下、高寬比小于1.8時(shí)，宜以基于位移延性的方法評定罕遇地震下規(guī)則多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能.最大層間位移延性系數(shù)是假定屈服層間位移角為1/1 000得到的相對值（蔣利學(xué)等，2021）.

本磚混結(jié)構(gòu)為2層，因此采用基于延性方法對磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能分析.因設(shè)置了圈梁和構(gòu)造柱，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)屬于B類抗震措施，B類措施對應(yīng)的位移延性系數(shù)各性能點(diǎn)限值為：輕微損壞1.25、中等破壞2.2、嚴(yán)重破壞3.3（蔣利學(xué)等，2018）.結(jié)構(gòu)在X方向首層、2層的最大層間位移延性系數(shù)分別為0.446和0.312；Y方向首層、2層最大層間位移延性系數(shù)分別為1.58和0.58，如圖11所示.

圖11 磚混結(jié)構(gòu)最大層間位移角延性系數(shù)Fig.11 Maximum inter-story displacement ductility coefficient of brick-concrete structure

從圖11看出，相對X方向，Y方向的結(jié)構(gòu)層間位移響應(yīng)更強(qiáng)烈；顯然，磚混結(jié)構(gòu)首層為薄弱層，該層位移延性系數(shù)最大，超過輕微破壞限值，可判定磚混結(jié)構(gòu)達(dá)到輕微破壞狀態(tài).輕微破壞狀態(tài)下，部分的磚砌體墻體開裂，發(fā)生剪切破壞，部分非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生中等破壞.可以表明，按設(shè)防要求建造的磚混結(jié)構(gòu)在此漾濞強(qiáng)震下，滿足“大震不倒”的要求，具有良好的抗震性能.

將該設(shè)防的磚混結(jié)構(gòu)與未設(shè)防的磚混結(jié)構(gòu)（未設(shè)置構(gòu)造柱）進(jìn)行對比.未設(shè)置構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)在此漾濞強(qiáng)震輸入下，當(dāng)?shù)卣鹱饔脮r(shí)間達(dá)到32.2 s時(shí)動力時(shí)程分析停止，如圖12所示，結(jié)構(gòu)中的部分磚砌體墻的剪切應(yīng)變已超過了極限狀態(tài)，即砌體材料的非彈性剪切變形超過了它的A點(diǎn)，A點(diǎn)為二折線彈塑性E-P-P本構(gòu)的退出工作點(diǎn)，如圖13所示.可以表明，未設(shè)置構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)在此漾濞強(qiáng)震作用下，抗震性能很差，在地震作用的過程中發(fā)生了嚴(yán)重的剪切破壞；而磚混結(jié)構(gòu)經(jīng)構(gòu)造柱加固后，整體性有很大提高，抗震能力明顯增強(qiáng)，使其在強(qiáng)震下不易遭受嚴(yán)重破壞.

圖12 磚砌體墻超過剪切極限狀態(tài)Fig.12 Brick masonry wall exceeds shear limit state

圖13 磚砌體剪應(yīng)力-應(yīng)變E-P-P本構(gòu)模型Fig.13 E-P-P constitutive model of shear stress-strain of brick masonry

3 結(jié)論

在漾濞6.4級地震發(fā)生后，有學(xué)者對當(dāng)?shù)夭糠纸ㄖ锏膶?shí)際震害進(jìn)行了詳細(xì)描述（曲哲，2021）.其中，處于8度烈度區(qū)，并且距離漾濞臺站不遠(yuǎn)的漾濞縣政府大樓、漾濞縣第一中學(xué)高中部和漾濞縣委大樓這三棟鋼筋混凝土建筑的主體結(jié)構(gòu)基本處于輕微損壞狀態(tài)或以下.在地震中主要發(fā)生的是非結(jié)構(gòu)破壞，主要表現(xiàn)為砌體填充墻出現(xiàn)開裂，個(gè)別構(gòu)造柱出現(xiàn)破壞以及室內(nèi)部分的集中吊頂和設(shè)備發(fā)生墜落和破壞.其中，集中吊頂和設(shè)備發(fā)生墜落和破壞可認(rèn)為是豎向地震作用引起的，與豎向樓層峰值加速度相關(guān).而在震區(qū)，一些老舊的未經(jīng)抗震設(shè)防的磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)遭到了比較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞.

本文針對漾濞強(qiáng)震，對三棟不同高度的框架結(jié)構(gòu)和一低層磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震動力響應(yīng)分析.主要結(jié)論如下：

（1）所有結(jié)構(gòu)中，相對于水平方向，豎直方向的樓層加速度放大效應(yīng)顯著，尤其是低層框架.

（2）相對低層和高層，多層框架結(jié)構(gòu)層間位移角響應(yīng)總體上更大，且變化更為明顯.所有框架結(jié)構(gòu)以及設(shè)防的磚混結(jié)構(gòu)層間位移角均未超過中等破壞限值.

（3）框架結(jié)構(gòu)Y方向樓層傅里葉幅值譜峰值主要在1～2.5 Hz頻率范圍，避開了0.1～0.63 Hz人體全身振動的運(yùn)動病敏感頻段，故在此漾濞強(qiáng)震下結(jié)構(gòu)的樓層振動對人體反應(yīng)的影響不大.

（4）基本周期更短的低層磚混結(jié)構(gòu)在該強(qiáng)震下水平向樓層加速度響應(yīng)相比低層框架更強(qiáng)烈，體現(xiàn)了該強(qiáng)震的水平向加速度反應(yīng)譜對于不同周期結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的差別.

（5）按設(shè)防要求，設(shè)置了構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)在此漾濞強(qiáng)震下，滿足“大震不倒”的要求，具有良好的抗震性能；而未設(shè)置構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用過程中發(fā)生嚴(yán)重的剪切破壞，抗震能力很差.

本文對結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析結(jié)果與漾濞臺站附近的部分建筑物實(shí)際震害情況基本符合，可為災(zāi)區(qū)震害評估和震后修復(fù)提供指導(dǎo)，同時(shí)為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提供一定的參考.

致謝

感謝中國地震局工程力學(xué)研究所為本研究提供數(shù)據(jù)支持.

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