本项目以1999年土尔其地震和我国台湾集集地震及其一系列余震所产生的近断层数字化强震记录为基本研究资料,结合典型近断层震害资料,主要研究震级大于6.5级,断层距小于20公里的强震地面运动的基本特征。主要研究内容包括近断层强震记录的基线校正方法、断层滑动在时间域和空间域的分布对近断层地震动的影响、近断层地震动的三维数值模拟、活断层发育地区建筑结构的合理避让距离、近断层地震动对工程结构的破坏特征、近断层抗震设计原则及设防标准。本项目的研究成果可指导近断层工程结构的抗震设计,为我国在将来的抗震规范中考虑近断层地震动提供基础性资料,对我国活断层发育地区的土地开发与规划将具有广泛的指导意义。
本项目针对1999年台湾集集地震研究了强震加速度记录的基线调整方法,对美国、欧洲和台湾等地区的地震动记录按震级、震中距、场地条件、震源机制、台站上下盘位置等进行了分组,详细研究了地震动水平加速度分量和竖直加速度分量的持时、峰值加速度、包络线、反应谱、竖向和水平向反应谱比值、均方根及时-频特征的变化规律,分析了地震动不确定性对结构反应的影响;研究了近断层强震地面运动的三维数值模拟方法,比较深入地分析了平稳和非平稳加速度时间历程的统计特征,提出了基于非平稳时间历程的人工地震动模拟方法,讨论了工程上常用的将反应谱近似转换为功率谱的转换式的一些缺陷。对非阻尼系统基于反应谱的抗震设计方法进行了深入的研究,发展了只需考虑部分振型交叉响应的组合方法和地震动非平稳特性的影响。此外还研究了在多点激励条件下非比例系统的地震响应分析方法。近年来我们还对地震动的功率谱模型进行了研究,提出了复合Markov 模型和改进的金井清模型,在不增加地震动参数的条件下消除了不受欢迎的零频分量。