近断层地震动具有竖向效应、上盘效应和破裂方向性效应等动力特征,对地表建筑物具有很大的破坏性。本文基于被研究块体方法,建立有限断层震源、地球介质和结构的一体化数值模型,分别对破裂前方和震中区域的结构进行研究,根据数值模拟结果得到近断层地震动引起上部结构的动力响应规律,为实际工程提供设计建议。本文采用有限断层震源模型模拟发震断层的破裂过程。将断层用多个子断层进行离散,每个子断层由一个双力偶矩张量源表示,根据断层破裂延迟时间,沿地震断层方向依次启动各个子断层,各子断层破裂产生的P波和SV波通过地球介质传播至地表和上部结构,使地表和上部结构产生地震动力响应,最终实现近断层地震动引起结构动力响应的数值模拟。介绍了近断层地震动引起结构动力响应的数值模拟方法和具体步骤。首先利用ANSYS软件进行网格离散,再将单元节点坐标、震源参数、结构参数、荷载数据、计算时间步长和持续时间等算例数据以文档的方式提供给主程序,利用FORTRAN编程软件实现数值计算过程,最终通过ORIGIN软件对结果数据进行处理,得到地表和结构的地震动力响应图表数据。针对不同断层倾角(倾角分别取20°、40°、60°、80°和90°)和不同结构高度(结构分别取5层、10层、15层、20层、25层和30层),分析了两种因素对结构地震响应的影响。数值模拟结果表明:当断层倾角为60°时,破裂前方区域结构屋顶的水平峰值加速度和竖向峰值加速度最大;当断层倾角保持不变,改变结构高度时,结构屋顶竖向峰值加速度随结构高度增大而增大。针对不同断层倾角(倾角分别取10°、20°、40°、60°、80°和90°),分析了改变断层倾角对结构地震响应的影响。数值模拟结果表明:当断层倾角大于60°时,结构屋顶水平峰值加速度增长较快,当断层倾角为90°时,水平峰值加速度达到最大。由断层破裂前方和震中区域结构的地震响应规律可以看出,断层倾角和结构高度是影响结构屋顶峰值加速度的重要因素。当断层倾角大于60°时,对区域内结构屋顶的峰值加速度影响较大,设计时应尽量避免此类情况。位于断层破裂前方区域,设计时尽量考虑以多层结构为主。