01引言

  2月6日，土耳其南部靠近敘利亞邊境地區連續發生兩次7.8級地震，引起強烈關注。據官方最新統計數據，地震造成超過4萬人遇難，災區大部分建筑倒塌、嚴重受損，如下圖1（圖片來源網絡，如有侵權請聯系刪除）。大家知道《建筑工程抗震管理條例》自2021年9月1日起開始實施，條例明確規定位于高烈度設防區、地震重點監視防御區的八類建筑采用隔震減震等技術，以保證本區域設防地震時能夠滿足正常使用要求。本文主要介紹基于土耳其地震波對減震結構的破壞分析，直觀了解土耳其地震對采用國內設防烈度設計的減震結構破壞情況。

圖1 地震造成建筑破壞

2.1 結構模型信息

本算例為依據中國規范設計的減震結構，建筑平面呈“V”形，結構為5層，局部6層混凝土的框架結構，第一層層高2m，2~5層層高為3.9m，6層高3m，樓層總高度為18.5m，結構軸測圖和平面圖如圖2所示。結構安全等級二級，抗震設防類別為乙類，設防烈度為8度，場地類別為Ⅱ。本算例采用的是減震結構分析軟件SAUSG-Zeta分析設計，在軟件中對無控結構進行阻尼器布置，有控模型采用墻板式阻尼器，均勻分布在結構的橫向和縱向，阻尼器為速度型阻尼器，采用Maxwell模型，阻尼器相關參數如圖3。

圖2 減震結構模型

圖3 阻尼器定義參數

2.2 地震動信息

強震臺網記錄的地震動時程包含了地面的運動的全部信息，更加直觀的體現地震破壞力的強弱。本算例采用的地震波為第一次7.8級地震3123臺站的地震記錄（來自陸新征課題組公眾號），并將此站臺的強震記錄作為結構分析對象。該站臺雙向地震動加速度時程和反應譜如圖4-6所示。根據實際情況，地震動EW可能作用在結構X向，也可能作用在結構Y向，因此地震動時程EW和NS分別作為主方向作用在該減震結構上，結構分析時對地震動進行截斷，以提高計算效率。為充分體現結構在此地震動下的破壞情況，本算例選取了人工波RH1TG045作為對比分析。

圖4 地震動譜

圖5 EW方向的地震記錄

圖6 NS方向的地震記錄

由圖4-6土耳其地震波時程曲線可知，兩個方向的地震動時程PGA最大值超過600cm/s²，從反應譜曲線可以看出土耳其地震動影響系數在0~3s區間內要遠大于規范譜地震影響系數，在中長周期段和規范譜相當。人工波和8度罕遇規范譜擬合較好。

2.3 結構分析結果

2.3.1 層間位移角

圖7 樓層位移角

圖7為按照中國規范8度罕遇地震調幅過的人工波RH1TG045和土耳其實際地震記錄下減震結構的層間位移角，人工波工況下，減震結構X、Y向層間位移角在1/200左右，滿足規范要求；而土耳其強震記錄下減震結構層間位移角達到1/40，超過《建筑抗震設計規范》GB50011-2010規定的彈塑性層間位移角限值。

2.3.2 樓層剪力

圖8 樓層剪力

圖8為人工波和土耳其強震記錄下結構的樓層剪力圖，可知土耳其地震波作用下，該結構樓層剪力遠超8度罕遇地震調幅的人工波樓層剪力值，其中X向樓層剪力差值將近一倍。土耳其地震工況下，樓層剪力可能超過結構豎向構件抗剪承載力，導致豎向構件受到破壞。

2.3.3 柱損傷情況

圖9 結構能量曲線圖

圖9為截取的人工波和土耳其強震X向作為主方向的減震結構耗能圖，人工波情況下速度型阻尼器耗能正常，結構彈塑性耗能較小，而土耳其地震波下速度型阻尼器耗能不明顯，結構彈塑性耗能增加較大，可以預判土耳其強震波工況下構件損壞比較嚴重。

2.3.4 柱損傷情況

圖10 結構柱受壓損傷

圖11 性能評價標準對話框

圖10為人工波和土耳其強震記錄下結構柱的受壓損傷包絡圖，混凝土受壓損傷將影響構件承載力，因此需要重點關注。由圖可知，結構第1,2層柱兩端受壓損傷比較嚴重。在SAUSG軟件中性能評價標準對話框中，根據規范和文獻資料，對各類構件性能水平有相應的規定，如圖11。人工波下結構柱受壓損傷系數最大值為0.36，對應柱性能水平中度損壞；而土耳其強震記錄下結構柱受壓損傷系數超過0.6的占比達16.9%，此部分結構柱達到重度損壞。由此可見在土耳其強震記錄下混凝土柱的剛度退化比較嚴重，承載能力嚴重下降。

2.3.5 構件性能

圖12 構件性能

圖12為人工波和土耳其地震波工況下，該減震結構構件性能水平包絡圖。人工波工況下，有6.9%的構件達到了中度損壞，其余構件均為輕度損壞及以下，而土耳其地震波下，結構構件達到重度損壞及以上的占比達到20.1%，結構發生破壞不能夠繼續使用，可見土耳其強震破壞力之大。

（1) 根據樓層數據指標判斷，此次土耳其地震作用強度遠高于依據中國規范8度罕遇地震調幅的人工波地震作用，發生遠超國內規范限值的嚴重變形，對結構產生的破壞力巨大，阻尼器在該強震下的耗能情況不明顯，主要依靠結構自身彈塑性耗能。

（2) 根據構件損傷和性能水平判斷，人工波工況下，阻尼器消耗一部分能量，構件損傷不明顯，性能水平基本在輕度損壞及以下，基本滿足8度罕遇地震下的性能要求。土耳其地震作用下性能水平顯示梁柱構件嚴重損壞，結構的彈塑性耗能起到主要作用，從而構件發生破壞，進而導致結構倒塌。