远场长周期地震动作用下超高层建筑结构模态识别

摘要

远场地震动长周期成分显著，与高层、超高层建筑基本周期相近，容易产生放大效应，给高层、超高层建筑结构带来严重震害。以2022年9月17日21时41分至次日17时39分发生在台湾省花莲县M6.5、M5.7、M6.9和M5.4地震为例，利用Hilbert-Huang Transform(HHT)方法，初步分析距震中超1 000 km的武汉某超高层建筑结构台阵对这4次地震的结构动力响应观测数据，在对不同时间尺度的本征模态函数分量进行地震动长周期特性分析的基础上，重构各结构层的地震动，通过功率谱法得到结构层相对地面层的频率响应函数，并利用复模态指数函数法获得结构第一阶模态频率和振型。对4次地震中该超高层建筑结构模态频率和振型的初步分析表明：在花莲长周期地震动作用下结构未受到损伤。这一认识将为远场长周期地震动影响下超高层建筑的震后安全性评价提供重要参考。

关键词

远场长周期地震动 / HHT方法 / 结构地震响应时程重构 / 模态频率 / 模态识别

基金资助

中国地震局地震研究所和应急管理部国家自然灾害防治研究院基本科研业务费专项资助项目(IS202216317); 湖北省重点研发计划项目(2022BAD059); 地震科技星火计划项目(XH23027YB)