巨-子结构隔震体系不同于一般意义的基础隔震结构或层间隔震结构，理论和试验均证明地震激励下该体系能够使结构响应产生较大幅度的减小，然而近断层地震动作用下该结构体系的破坏机理如何尚缺乏深入研究。以往的研究中常常通过结构易损性的研究来分析结构的破坏模式，而对结构进行易损性分析时需要确定合理有效的输入地震动强度指标以及选取有代表性的结构随机参数。我国结构抗震时程分析中普遍使用的地震动强度指标是地面运动峰值加速度PGA。研究表明，在对结构进行动力时程分析时采用PGA指标是很不完善的。因此，近断层地震动作用下，PGA是否还适用巨-子结构隔震体系需要给出证明。同时易损性分析时，若选取多个结构随机参数，势必会使计算量过大而影响计算效率，因此，需选取具有代表性的结构随机参数，而结构随机参数的选择也需要给出理论依据。

鉴于此，本文对近断层地震动作用下适用于巨-子结构隔震体系的强度指标以及结构响应对结构随机参数的敏感程度展开研究。通过选取国内外23次地震中90条近断层地震动记录，研究近断层地震动作用下适用于巨-子结构隔震体系的地震动强度指标。采用虚拟激励法和摄动法，分析巨-子结构隔震体系平稳随机响应对各参数的灵敏程度，得出适用于巨-子隔震体系的物理参数。在此基础上，通过考虑地震动和结构物理参数不确定性，基于响应面法对巨-子结构隔震体系的在近断层地震动作用下的易损性进行了分析。研究结果表明：不同地震动强度指标与巨-子结构隔震体系最大响应的相关性差别很大。相对而言，位移型地震动强度指标的相关性较好，而加速度型地震动强度指标的相关性较差；通过分析结构响应对各参数的敏感程度可知，各响应对子结构的层刚度敏感性最小，而对子结构层质量、隔震层刚度、隔震层阻尼较为敏感；近断层地震动作用下，巨-子结构隔震体系子结构的破坏概率大于主结构的破坏概率，而在结构倒塌破坏状态中，隔震层的失效概率大于子结构的失效概率。所做研究可为巨型结构体系的在近断层地震动作用下减震设计提供参考。

上述研究成果已于近期在SCI期刊Advances in Structural Engineering上发表。（Li Xiangxiu, Tan Ping, Liu Aiwen , et al. Investigations on a mega-sub isolation system under near-fault ground motions, Adv. Struct. Eng. 2021, doi: 10.1177/13694332211026227.）研究成果受国家重点研发计划“基于大数据与人工智能算法的建筑结构震前抗力及灾害风险评估技术”(2019YFC1511003)；国家重点研发计划政府间际科技创新合作/港澳台科技创新合作重点专项“近断层作用下减隔震结构抗设计技术”(2019YFE0112500)；国家自然科学基金 (51978185, 51608491)”资助。

【相关文献】

[1] Neumann F. Some new concepts of strong earthquake motion. Geological Society of America Bulletin, 1952, 63( 12) : 1355 -1356.

[2] 叶列平, 马千里, 缪志伟. 结构抗震分析用地震动强度指标的研究. 地震工程与工程振动, 2009, 29(4) : 9-22．

[3] Takewaki I, Tsujimoto H. Scaling of design earthquake ground motions for tall buildings based on drift and input energy demands. Earthquake and Structures, 2011, 2(2) : 171-187.

【作者简介】

李祥秀博士，女，1987年生，现为地球所强震动地震学研究室(二室)副研究员。研究方向为结构振动控制及结构的减震与隔震。目前在巨-子结构减隔震体系的动力特性、减震机理、地震易损性及振动台试验等方面做出了创新性成果。

邮箱：lixiangxiu1005@163.com