01引言

  2月6日，土耳其南部靠近叙利亚边境地区连续发生两次7.8级地震，引起强烈关注。据官方最新统计数据，地震造成超过4万人遇难，灾区大部分建筑倒塌、严重受损，如下图1（图片来源网络，如有侵权请联系删除）。大家知道《建筑工程抗震管理条例》自2021年9月1日起开始实施，条例明确规定位于高烈度设防区、地震重点监视防御区的八类建筑采用隔震减震等技术，以保证本区域设防地震时能够满足正常使用要求。本文主要介绍基于土耳其地震波对减震结构的破坏分析，直观了解土耳其地震对采用国内设防烈度设计的减震结构破坏情况。

图1 地震造成建筑破坏

2.1 结构模型信息

本算例为依据中国规范设计的减震结构，建筑平面呈“V”形，结构为5层，局部6层混凝土的框架结构，第一层层高2m，2~5层层高为3.9m，6层高3m，楼层总高度为18.5m，结构轴测图和平面图如图2所示。结构安全等级二级，抗震设防类别为乙类，设防烈度为8度，场地类别为Ⅱ。本算例采用的是减震结构分析软件SAUSG-Zeta分析设计，在软件中对无控结构进行阻尼器布置，有控模型采用墙板式阻尼器，均匀分布在结构的横向和纵向，阻尼器为速度型阻尼器，采用Maxwell模型，阻尼器相关参数如图3。

图2 减震结构模型

图3 阻尼器定义参数

2.2 地震动信息

强震台网记录的地震动时程包含了地面的运动的全部信息，更加直观的体现地震破坏力的强弱。本算例采用的地震波为第一次7.8级地震3123台站的地震记录（来自陆新征课题组公众号），并将此站台的强震记录作为结构分析对象。该站台双向地震动加速度时程和反应谱如图4-6所示。根据实际情况，地震动EW可能作用在结构X向，也可能作用在结构Y向，因此地震动时程EW和NS分别作为主方向作用在该减震结构上，结构分析时对地震动进行截断，以提高计算效率。为充分体现结构在此地震动下的破坏情况，本算例选取了人工波RH1TG045作为对比分析。

图4 地震动谱

图5 EW方向的地震记录

图6 NS方向的地震记录

由图4-6土耳其地震波时程曲线可知，两个方向的地震动时程PGA最大值超过600cm/s²，从反应谱曲线可以看出土耳其地震动影响系数在0~3s区间内要远大于规范谱地震影响系数，在中长周期段和规范谱相当。人工波和8度罕遇规范谱拟合较好。

2.3 结构分析结果

2.3.1 层间位移角

图7 楼层位移角

图7为按照中国规范8度罕遇地震调幅过的人工波RH1TG045和土耳其实际地震记录下减震结构的层间位移角，人工波工况下，减震结构X、Y向层间位移角在1/200左右，满足规范要求；而土耳其强震记录下减震结构层间位移角达到1/40，超过《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定的弹塑性层间位移角限值。

2.3.2 楼层剪力

图8 楼层剪力

图8为人工波和土耳其强震记录下结构的楼层剪力图，可知土耳其地震波作用下，该结构楼层剪力远超8度罕遇地震调幅的人工波楼层剪力值，其中X向楼层剪力差值将近一倍。土耳其地震工况下，楼层剪力可能超过结构竖向构件抗剪承载力，导致竖向构件受到破坏。

2.3.3 柱损伤情况

图9 结构能量曲线图

图9为截取的人工波和土耳其强震X向作为主方向的减震结构耗能图，人工波情况下速度型阻尼器耗能正常，结构弹塑性耗能较小，而土耳其地震波下速度型阻尼器耗能不明显，结构弹塑性耗能增加较大，可以预判土耳其强震波工况下构件损坏比较严重。

2.3.4 柱损伤情况

图10 结构柱受压损伤

图11 性能评价标准对话框

图10为人工波和土耳其强震记录下结构柱的受压损伤包络图，混凝土受压损伤将影响构件承载力，因此需要重点关注。由图可知，结构第1,2层柱两端受压损伤比较严重。在SAUSG软件中性能评价标准对话框中，根据规范和文献资料，对各类构件性能水平有相应的规定，如图11。人工波下结构柱受压损伤系数最大值为0.36，对应柱性能水平中度损坏；而土耳其强震记录下结构柱受压损伤系数超过0.6的占比达16.9%，此部分结构柱达到重度损坏。由此可见在土耳其强震记录下混凝土柱的刚度退化比较严重，承载能力严重下降。

2.3.5 构件性能

图12 构件性能

图12为人工波和土耳其地震波工况下，该减震结构构件性能水平包络图。人工波工况下，有6.9%的构件达到了中度损坏，其余构件均为轻度损坏及以下，而土耳其地震波下，结构构件达到重度损坏及以上的占比达到20.1%，结构发生破坏不能够继续使用，可见土耳其强震破坏力之大。

（1) 根据楼层数据指标判断，此次土耳其地震作用强度远高于依据中国规范8度罕遇地震调幅的人工波地震作用，发生远超国内规范限值的严重变形，对结构产生的破坏力巨大，阻尼器在该强震下的耗能情况不明显，主要依靠结构自身弹塑性耗能。

（2) 根据构件损伤和性能水平判断，人工波工况下，阻尼器消耗一部分能量，构件损伤不明显，性能水平基本在轻度损坏及以下，基本满足8度罕遇地震下的性能要求。土耳其地震作用下性能水平显示梁柱构件严重损坏，结构的弹塑性耗能起到主要作用，从而构件发生破坏，进而导致结构倒塌。