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“中日长周期地震动长周期结构地震作用”观点汇总(三)

长周期地震动问题一直是行业热点问题。2012720~22日的“长周期地震动长周期结构地震作用高层建筑隔减震技术专题研讨会”上,中日双方60余名该领域专家针对主题自由发言。本期为专家们发言摘录连载的第三期。

发言人:北村春幸(东京理科大学教授)

主题:长周期地震动与高层结构响应及其对策

真正引起日本对长周期地震动关注的是2003年十胜冲地震(M8.0),在距离震源250km以外的苫小枚市港口的石油储罐由于受到长周期地震动的作用发生破坏而溢流进而引发火灾造成巨大损失,同时也对东京等大城市敲响了警钟。随着研究的深入对长周期地震动的认识越来越清晰。图1为苫小枚市港口的地震加速度波形记录,最大加速度只有几十gal,然而其振动时间达2~3分钟。

22003年十胜冲地震、1978年宫城县冲地震、1995年阪神地震、20113.11东日本大地震的地震动速度波形。与阪神地震相比可见,十胜冲地震、3.11东日本大地震等长周期地震动的振幅不大但持续时间很长。

3为日本3.11东日本大地震时距离震中300km的东京都办公大楼的地震记录,地下3层记录最大加速度只有74gal,而顶部(48层)位移单向振幅达1625px

4为距离震中700km的大阪府办公大楼顶层位移分析结果,顶层(52层)最大加速度记录只有131gal,而顶部位移单向振幅达到3300px

日本关于长周期地震动的对策:日本政府、学术团体以及民间对于长周期地震动开展了一系列的研究并在一些工程上采取了措施,随着研究的深入和认识的提高,对于长周期地震动的对策将会越来越丰富。

发言人:片山贵裕(NTT設施工程設計结构设计次长)

主题:超高层钢结构在长周期地震动作用下的响应

选取6个高度在100~250m、基本周期在2.3~6.5s,基本接近实际建筑的超高层钢结构模型,分析了在前述东海、东南海、南海三联动预测地震动作用下的响应。分析采用多质点弯剪模型,阻尼比取2%。考虑相当于抗震设计水平2的平均波和超大地震的平均+σ波,地震动速度反应谱见图1 250m级模型的结构平面和立面图如图2,层间位移角分布如图3。主要结论:结构在长周期地震动作用下的响应与场地卓越周期和结构基本周期的相互关系非常密切,100~140m级模型在水平2平均波作用下的响应大致控制在设计范围内,200~250m级模型在水平2平均波作用下的响应部分超出了设计控制范围,平均+σ波的响应为平均波响应的1.5倍左右,并且大部分超出了设计控制范围。

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