高耸混凝土结构为高柔性的长悬臂结构,常用于烟囱、广播电视塔、导航塔、石油化工塔、排气塔和水塔等,其种类众多、数量巨大、分布广泛,是我国基础设施的重要组成部分。相对于一般建筑物而言,这类结构形式单一,修缮维护不便。由于不具备多道抗震防线,高耸混凝土结构在强震作用下容易发生破坏。本文结合高耸混凝土结构的震害特点,以地震动强度指标为主线,从常见的高耸混凝土结构倒锥壳式水塔、烟囱和电视塔入手,通过理论推导和计算分析,对高耸混凝土结构地震动指标的选择以及整体损伤规律进行了研究。本文主要研究内容和结论如下:(1)针对高耸混凝土结构,提出一种同时考虑结构高阶振型效应与周期延长效应的复合型地震动强度指标。该指标基于振型分解法的思想,使用振型质量参与系数作为组合系数考虑各阶模态的参与,以指数乘积组合形式考虑结构的周期延长效应。根据差分原理,提出了计算高耸结构混凝土曲率的数值算法,并进行了基于大型通用有限元软件ABAQUS的二次开发。分别在44条远场地震动和56条近断层地震动作用下,对比和检验了该指标的有效性和充分性。结果表明本文建议的地震动强度指标具有较高的有效性。(2)在三维地震动作用下,发展了地震动指标的组合形式和评价体系,检验了本文提出的指标与其它指标的充分性和有效性。基于一座混凝土烟囱和一座钢筋混凝土倒锥壳式水塔,分别在远场地震动和近断层脉冲地震动作用下,分析了结构的最大曲率分布。讨论了高阶振型和周期延长效应的共同作用对于指标有效性的影响,并与一维地震动作用的情况作对比。结果表明,考虑竖向地震动作用后,结构的曲率增大,结构周期现象加剧,本文提出的地震动强度指标在三维地震动输入下,和其它15种指标相比具备最高的有效性。(3)基于Windows平台,开发了支持多阶模态周期延长效应的地震动强度指标计算软件SABIMS。在调研现有类似软件的基础上,完善了现有商业软件的功能,支持数据导入和反应谱绘图,支持结构信息输入功能,方便反应谱加速度信息的后处理。支持多模态周期延长效应计算,并能一键输出11种基于反应谱加速度的地震动强度指标,计算准确可靠。(4)对比分析了37种地震动强度指标与高耸混凝土结构损伤指标最大层间位移角、Park-Ang损伤指标、最大顶点偏移率和最大楼层加速度的关联性。在远场地震动作用下,基于3座钢筋混凝土烟囱,从不同结构损伤指标角度分析了结构周期延长效应,并建议了高耸结构的周期延长系数值。使用相关性分析方法,评价了高耸混凝土结构地震动作用下不同损伤指标的内在关联,综合分析结果,建议使用结构顶点偏移率作为分析和评价高耸结构抗震性能的损伤指标。(5)基于增量动力分析(IDA)方法,发展了一种考虑IDA曲线与结构临界状态直线围成面积的整体损伤模型。建议了损伤模型中地震动强度指标的选取原则,结构损伤状态确定方法。以一座386米的高耸混凝土电视塔为研究对象,对比研究了本文损伤指标模型以及其它损伤模型的适用性,结果表明本文建议的损伤模型解决了部分损伤模型曲线局部下降的问题,其损伤演化曲线也较符合高耸混凝土结构的破坏形式。