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抗震设计反应谱是当前各国工程设计中计算地震作用的主要依据,采用反应谱法进行的结构抗震设计在多数情况下可以满足抗震设计的目标。现有的一些研究表明采用反应谱的长周期段进行设计可能存在一定不合理性,导致在实际设计中对于超高层建筑结构设计很难符合要求。伴随着超高层建筑在国内的应用日益增多,对于长周期结构地震动响应特性以及抗震设计谱长周期段的研究再次受到工程界以及专家学者的广泛关注。本文的研究正是基于这样的背景展开。本文通过振动台试验结合数值模拟分析以获取多高层模型结构的楼层加速度响应,并基于我国抗震规范中的SRSS规则,推导分解出结构各阶振型对应的单自由度体系的动力放大系数,并拟合出完整的SDOF动力放大系数谱曲线,以此评估我国规范抗震设计反应谱(以下简称规范设计谱)长周期段的可靠性和合理性,同时对比文献[32]提出的建议抗震设计反应谱(以下简称建议设计谱)。主要的研究工作如下:(1)进行40层有机玻璃试验模型的振动台试验,选取3条具有丰富低频长周期分量的地震记录Northridge波、Chi-Chi波和人工地震波,以及1条典型的地震记录El Centro波作为台面输入激励,按设防烈度为7度多遇地震、7.5度多遇地震,8度多遇地震、8.5度多遇地震来分别确定台面输入加速度,分4个时间段依次进行4组(分为A、B、C、D组)试验测试。试验中不同地震烈度从上述四条地震波中选择3条地震波进行测试。(2)对获得的振动台试验模型的楼层加速度响应数据进行分析处理,利用SRSS规则,可推导分解出此试验模型结构X向前3阶振型分别对应的SDOF动力放大系数。(3)按与试验基本相同的条件,建立多个不同自振周期的结构进行数值计算,计算多条地震激励作用下的楼层加速度响应,最后形成完整的SDOF动力放大系数谱。与我国规范给出的动力放大系数谱(以下简称规范动力放大系数谱)及文献[32]中的建议动力放大系数谱(以下简称建议动力放大系数谱)进行对比。试验及分析结果表明:(1)通过合理推导分析,可将试验测试及数值分析获取的动力放大系数分解出结构各阶振型对应的SDOF动力放大系数,并拟合出完整的SDOF动力放大系数谱。(2)分别对结构顶点处与等效SDOF高度处获得的动力放大系数进行计算并拟合出SDOF动力放大系数谱,二者的曲线变化趋势和谱值均相差较小。这说明SDOF动力放大系数谱与结构的高度位置无关,只与结构振型的阻尼比和自振频率相关。亦说明用此方法评估抗震设计谱具有可行性。(3)在长周期段,随着自振周期的增大,平均SDOF动力放大系数谱与规范动力放大系数谱的谱值均不断衰减,但规范动力放大系数谱的衰减趋势异常,其衰减幅度较小,在长周期段取值偏大,偏于保守。说明规范抗震设计谱并没有合理地反映长周期结构在地震激励下的动力响应。