云南省防灾研究所承担“十五”项目之三: 昆明高（超高）层建筑地震响应研究
作为云南省的政治、经济、文化中心和我国旅游、商贸、连接东南亚各国的重要城市，昆明市在国家西部大开发的战略中起着重要作用。昆明盆地是个典型的湖积相沉积盆地，盆地内特别是滇池周边区域分布着厚达1200米的沉积土层。盆地及周围地区存在一系列活动断裂，其中控制昆明盆地西缘的南北向普渡河断裂的南、北段都曾发生过6级左右地震。距昆明100余千米的通海1970年发生的7.7级地震对昆明的影响至今仍记忆犹新。同时，作为云南乃至全国最重要的强震构造带之一的小江断裂带距离昆明市区仅30余公里，该断裂带在有历史记载以来分别于1500年、1733年、1789年和1833年发生过4次7级以上地震，最大地震为1833年嵩明8级地震，曾对昆明地区造成严重冲击。
1985年墨西哥地震，远在400多公里以外的墨西哥城湖积区软弱场地上的高层建筑出现了严重的破坏现象，其重要原因就是软土层与结构的双重共振作用。地震波在墨西哥城的湖相沉积盆地内多次反射，软弱土层使得地面运动加速度放大、持续时间延长，周期约为2秒的近似于简谐振动的地面运动持续时间长达180秒左右，加速度峰值达0.18g，使10至15层的建筑遭到了前所未有的严重破坏和倒塌。在1994年日本阪神地震中，高架公路出现了大范围倒塌，并且出现了偏移震中分布的高烈度长条区域，这一现象的产生也是由于盆地构造对地震波能量的聚焦效应。1999年台湾集集地震，远离震中约150公里的台北市高层建筑也遭受了巨大破坏。这几次地震的震害现象无疑对于与这些城市具有相似软土盆地结构的昆明有着警示的作用。	迄今为止，在昆明市经历过中近场强震作用的建筑物都在5层以下（高度小于20米），也就是说，我们仅了解昆明市5层以下建筑物在中近场强震作用下的响应状况，对5层以上的建筑物，如果受到中近场强震的作用，目前并不了解将会产生什么样的破坏情况，自然也无法制定相应的减灾对策和应急措施。因此，一旦遭到强震的冲击，将无法应对可能出现的严重灾难。然而，随着经济建设的迅猛发展，近年来昆明兴建了大量的高（超高）层建筑。作为现代化城市标志的高（超高）层建筑，在拓展了人类活动空间的同时，也面临着一旦遭受地震破坏，有可能产生重大灾难。 　　在现代化的城市中，象本项目这样全面开展设定地震、盆地地震动特征及相应的高层建筑地震响应等多方面研究工作的，在世界上尚无先例。根据目前地震科学和结构工程学的认识水平、地震波动场的研究进展及高层建筑结构数值模拟和实验技术的发展水平已具备了解决这一复杂问题的可能。这一项目的实施和完成，将进一步提高昆明市的防震减灾能力，为昆明市在新世纪中的更快、更高的发展奠定基础。这一研究主要以未来强震发生地点和震级上限预测为目标。在昆明市的中近场研究区范围内，研究高层建筑的地震响应主要是考虑具有发生7级以上地震背景的小江断裂带、曲江断裂和石屏-建水断裂进行研究。
目前，以未来强震发生地点和震级上限预测为目标的活断层分段性研究代表着国际活断层研究领域的前沿，概括起来主要是利用地表活动断层的定量数据，对活动断层上可能的发震段落、发震的危险程度和可能的震级上限分别进行评估。即通过活动断层分段性研究和各段落古地震的重复间隔、最后一次地表破裂型地震的离逝时间、平均滑动速率等资料来判定活动断层上最危险的段落；利用历史地震的震级及相应的地表破裂长度、位错幅度、破裂面积等参数之间的经验关系，计算最危险段落上未来地震可能的震级上限；最后根据古地震重复间隔资料建立强震复发的概率密度函数，对各段落的危险程度进行判定。如何将这些最新的研究结果应用到地震危险性分析中，将是本研究要解决的问题。基于上述原因，在昆明高（超高）层建筑地震响应研究项目中，其主要研究内容为： 　　（一）昆明中近场强震危险性分析及设定地震研究 　　（二）昆明中近场强震基岩输入地震动特征研究 　　（三）昆明盆地地震效应研究 　　（四）昆明高（超高）层建筑地震响应研究 　　（五）防震减灾对策研究及数据库建设 　　预期成果及目标： 　　（一）确定设定地震，在观测资料的基础上，提出符合昆明盆地实际的地震动时程。 　　（二）在昆明盆地地震波传播效应研究成果、土—结构相互作用研究成果的基础上，提出研究高层建筑地震响应的地震动输入。 　　（三）高层建筑地震响应的数值计算和结构振动台实验结果。 　　（四）提出相应的防震减灾对策。 　　（五）相关研究报告、专辑、专著等。 云南省防灾研究所通讯员