受断层破裂方向性效应的影响，断层区附近场 地地震动的速度时程中有时表现出明显的脉冲特 征：高速度幅值、短持时和长周期性(Bray and Rodriguez-Marek，2004).在研究中通常称此类地震动为脉冲型地震动或近断层地震动.震害资料表明，脉冲型地震动对长周期建筑结构的破坏作用非常突出(Hall et al.，1995; Zhang and Iwan，2002).近年来，随着超高层建筑、大跨度桥梁以及海洋平台等长周期结构的大量建造，脉冲型地震动作用已成为重特大工程结构抗震设计必须考虑的内容.丰富的低频分量是造成该类地震动特殊性的重要原因.典型的脉冲特性便是该类地震动特殊性最直观的表现.为系统分析该类地震动的脉冲特性，国内外诸多学者已开展了大量的关于速度脉冲的研究工作.Makris(1997)、Krawinkler and Alavi(1998)、Bozorgnia and Mahin(1998)和Xu等(2006)采用简单的几何函数等效地震动中的速度脉冲.Baker(2007)采用连续小波变换分离速度脉冲，并为区分脉冲型地震动和非脉冲型地震动提出了判别准则.Yaghmaei-Sabegh(2010，2012)、Mollaioli和Bosi(2012)、谢俊举等(2012)采用Baker(2007)提出的方法对该类地震动进行了更为深入的研究.Ghahari等(2010)采用“移动平均值”的分解方法获取速度脉冲，并论证了方法的可行性.赵国臣等(2013)基于多尺度分析理论提出了一种按照频率从低到高的顺序将地震动逐次分解的方法，并用卓越分量作为速度脉冲的简化形式以分析该类地震动脉冲的特性.尽管关于速度脉冲的研究已取得不少成果，但不论是等效的脉冲还是分解得到的脉冲都不足以充分表征该类地震动的长周期特性.由于这些研究通常仅考虑脉冲的影响而忽略高频成分的作用，因而尚不能系统分析该类地震动反应谱的特性.

本文以近期12次大地震的53条典型脉冲型地震动为数据基础，基于多尺度分解方法以1 s周期为界分别获取地震动的高频分量和低频分量，以讨论不同周期的地震动分量对原始地震动的参数及其非弹性反应谱的影响.为与传统研究方法的分析结果进行对比，对能够表征该类地震动中速度脉冲特征的卓越分量及滤除卓越分量的剩余分量也分别进行了分析.此外，文中采用简谐地震动模型作为地震动分量的简化以辅助分析地震动分量非弹性反应谱诸多特征的产生原因.通过讨论5种(原始记录和4种地震动分量)265条记录的幅值特征和非弹性反应谱特性，对脉冲型地震动的工程特性有了一些新的认识，以期能为相关工作的理论研究和工程实践提供参考资料.

在地震动作用下，结构的反应主要由与其自振频率相近的一个频带范围内的地震动分量决定.而脉冲的频率范围较窄，且不同地震动之间脉冲周期的差别较大.因此，脉冲虽在一定程度上能够表征地震动的长周期特性，但并不易于进行系统的分析.为综合分析脉冲型地震动的低频特性及高频特性，本文采用赵国臣等(2013)提出的多尺度分解方将脉冲型地震动分成高频和低频两部分.多尺度分解方法能够按照频率由低到高的顺序将地震动逐次分解.分解得到的分量在频域、时域以及动态响应三个方面均具有较高的精度.若某目标地震动为X，C₁，C₂，C₃，…，C_n是由多尺度分解方法得到的n条地震动分量，其中C_i的频率大于C_i+1的频率，i = 1，2，3，…，n-1.在地震动X和分量C_i之间具有以下3种特性：

1)在时域内， ，且误差可以忽略.

2)在频域内，若分量C_i的傅里叶谱的有效频带范围为A，则在频带A内C_i傅里叶幅值谱的幅值近似等于X傅里叶幅值谱的幅值.

3)在动态响应方面，若分量C_i的周期为T_i，则周期为T_i的单自由度弹性体系在C_i和X作用下的动态响应时程相差不大.

由于C_i的频率组成较为简单，为与后文的其他分量区分，本文称这类分量为简单分量.为分析不同频带范围的地震动分量对原始地震动的影响，本文以1 s为界，将周期小于1 s的简单分量的线性和定义为高频分量HFC(High Frequency Component)，将周期大于等于1 s的简单分量的线性和定义为低频分量LFC(Low Frequency Component).在X的n条分量中，若C_i的周期T_i＜1，C_i+1的周期T_i+1≥1，则该地震动的LFC=C_i+1+C_i+2+…+C_n，HFC=OGM-LFC.在理论研究和工程实践中，高、低频之间并不具有一个明确的界限.本文的目的是讨论不同频带的地震动分量对原始地震动非弹性反应谱的影响.因此，没有必要过于精确地定义高、低频分量之间的分界点.本文选取1 s作为分界周期并不具有特殊的意义.

图 1为采用多尺度分解方法对集集地震TCU103 台站地震动分解得到的7条分量的速度时程曲线.其中：OGM(Original Ground Motion)表示原始地震动；PGV表示原始地震动或地震动分量的峰值速度；T表示分量的周期(采用傅里叶幅值谱的峰值周期表示)，下角标对应于分量的编号.赵国臣等(2013)采用卓越分量PC(Predominant Component，与原始脉冲幅值方向相同的且速度幅值最大的分量为卓越分量)作为速度脉冲的简化形式以分析速度脉冲的特性.由图 1知，C₆为卓越分量.文中称原始地震动减去卓越分量的剩余部分为剩余分量RC(Residual Component).按照上文定义，C₄、C₅、C₆和C₇的和为该地震动的低频分量，OGM减去低频 分量即为高频分量.由图可知C₇的周期已经超过10 s，目前对于这些超长周期分量的可靠性仍存在一些争议.但分解得到的分量在时域、频域和动态响应三个方面均能满足工程的需要，且此类超长周期分量并不是本文的主要分析内容，因此对于这些超长周期分量的可靠性本文将不做过多的讨论.

图 1

Fig. 1

图 1 集集地震TCU103台站地震动及其分量速度时程 Fig. 1 Velocity time-histories of the ground motion located at TCU103 station during Chi-Chi earthquake and those of its components

本文采用来自近期12次地震的53条典型脉冲型地震动作为此次分析的数据.这些地震动记录均是被普遍认可的脉冲型地震动，场地信息详细，断层距均在20 km以内，所有记录均是处于活断层上的浅源地震记录.其中，岩石场地记录共计14条，土层场地记录共计39条.地震及地震动信息见表 1.地震动相对于震级、场地和断层距的分布情况见图 2.文中采用多尺度分解方法逐条分解该53条地震动，并求取每一条分量的周期，然后根据高、低频分量的定义获取每条地震动高频分量HFC和低频分量LFC，并根据卓越分量的定义获得能够反映地震动脉冲特性的卓越分量PC及滤除卓越分量的剩余分量RC.在后文中将对该265条5种(OGM，LFC，HFC，PC和RC)不同的地震动数据展开系统的分析与讨论，以分析不同频率的分量对原始地震动幅值参数及其非弹性反应谱的影响.

表 1 Table 1

表 1 地震动信息表 Table 1 Ground motion information 编号 地震名称 矩震级/MW 日期(年-月-日) 台站名称 断层距/km 场地 1 2 Parkfield 6.1 1966-06-28 Cholame#2 Temblor 0.1 9.9 Soil Rock 3 San Fern and o 6.6 1971-01-09 Pacoima dam 2.8 Rock 4 Brawley airport 8.5 Soil 5 EC Countycenter FF 7.6 Soil 6 EC Melolandoverpass FF 0.38 Soil 7 EI Centroarrar #10 8.6 Soil 8 EI Centroarrar #3 9.3 Soil 9 EI Centroarrar #4 4.2 Soil 10 Imperial Valley 6.5 1979-10-15 EI Centroarrar #5 1 Soil 11 EI Centroarrar #6 1 Soil 12 EI Centroarrar #7 10.6 Soil 13 EI Centroarrar #8 3.8 Soil 14 EI Centro diff. Array 5.3 Soil 15 Holtville post office 7.5 Soil 16 Westmorland fire sta 15.1 Soil 17 18 Morgan Hill 6.2 1984-04-24 Coyote lake dam Gilroy array#6 0.1 11.8 Rock Rock 19 20 Superstition Hills 6.6 1987-11-24 EI Centro Imp. co. cent Parachute test site 13.9 0.7 Soil Soil 21 Gilroy-gavilan coll. 11.6 Rock 23 Gilroy-historic bldg. 12.7 Soil 24 Gilroyarray#1 11.2 Rock 25 Loma Prieta 7.0 1989-10-18 Gilroyarray#2 12.7 Soil 26 Gilroyarray#3 14.4 Soil 27 LGPC 6.1 Rock Saratoga-Aloha Ave 13 Soil 28 Saratoga-W Valley Coll. 13.7 Soil 29 Erzican，Turkey 6.7 1992-03-13 Erzincan 2 Soil 30 Jensen filter plant 6.2 Soil 31 LA dam 2.6 Rock 32 Newhall-fire Sta 7.1 Soil 33 Newhall-W. PicoCyn. Rd 7.1 Soil 34 Northridge 6.7 1994-03-20 Pacoima dam (downstr) 8 Rock 35 Pacoima dam (upperleft) 8 Rock 36 Rinaldi receiving Sta 7.1 Soil 37 Sylmar-converter Sta 6.2 Soil 38 Sylmar-converter Sta E 6.1 Soil 39 Sylmar-olive view FF 6.4 Soil 40 KJMA (Kobe) 0.6 Rock 41 Kobe,Japan 6.9 1995-01-16 Kobe University 0.2 Rock 42 OSAJ 8.5 Soil 43 PortIsland (0m) 2.5 Soil 44 Arcelik 17 Rock 45 Kocaeli,Turkey 7.4 1999-08-17 Duzce 12.7 Soil 46 Gebze 17 Rock 47 TCU052 0.2 Soil 48 TCU068 1.1 Soil 49 Chi-Chi,Taiwan 7.6 1999-09-20 TCU075 1.5 Soil 50 TCU101 2.9 Soil 51 TCU102 1.8 Soil 52 TCU103 4 Soil 53 Duzce，Turkey 7.1 1999-11-12 Bolu 17.6 Soil

表 1 地震动信息表 Table 1 Ground motion information

图 2

Fig. 2

图 2 台站分布图 Fig. 2 Distribution for ground motion stations

幅值是最能直接反映地震动破坏性强弱的重要参数之一.地震动的幅值一般由其峰值加速度PGA(Peak Ground Acceleration)、峰值速度PGV(Peak Ground Velocity)和峰值位移PGD(Peak Ground Displacement)三个参数表示.研究发现脉冲型地震动的速度幅值和位移幅值均明显大于普通地震动.上文采用多尺度分解方法获取了4种地震动分量(LFC，HFC，PC和RC)，本节将从分量的角度探讨该类地震动的幅值特性.文中采用式(1)—(3)对4种分量和原始记录的幅值进行线性回归分析(见图 3)，采用式(4)计算分量与原始记录幅值间的相关性 系数r，并计算分量与原始记录幅值间的比值R(分量幅值/原始记录幅值，见图 4)，及其平均值R，具体参数值见表 2—4.

图 3

Fig. 3

图 3 分量与原始地震动幅值间的相关关系 Fig. 3 Amplitude correlation between ground motion components and original ground motions

图 4

Fig. 4

图 4 地震动分量与原始地震动幅值间的比值 (a)PGAc/PGA;(b)PGVc/PGV;(c)PGDc/PGD. Fig. 4 Amplitude ratio between ground motion components and original ground motions

表 2 Table 2

表 2 PGA回归分析参数 Table 2 Regression analysis parameters for PGA 参数 LFC HFC PC RC a 0.838 0.476 1.088 1.069 b 0.303 0.898 0.360 0.856 r 0.654 0.971 0.627 0.955 R 0.421 0.883 0.341 0.923

表 2 PGA回归分析参数 Table 2 Regression analysis parameters for PGA

表 3 Table 3

表 3 PGV回归分析参数 Table 3 Regression analysis parameters for PGV 参数 LFC HFC PC RC a 5.184 9.035 7.190 14.390 b 0.795 0.346 0.627 0.647 r 0.958 0.750 0.961 0.927 R 0.783 0.409 0.623 0.652

表 3 PGV回归分析参数 Table 3 Regression analysis parameters for PGV

表 4 Table 4

表 4 PGD回归分析参数 Table 4 Regression analysis parameters for PGD 参数 LFC HFC PC RC a -0.021 3.793 2.641 4.025 b 0.978 0.027 0.843 0.430 r 0.999 -0.116 0.973 0.872 R 0.984 0.176 0.710 0.745

表 4 PGD回归分析参数 Table 4 Regression analysis parameters for PGD

在图 3a中，HFC与RC回归直线相近，LFC与PC的斜率较小；图 3b中，除HFC斜率较小外其余三条直线差别不大；图 3c中，HFC直线斜率小于0，LFC与PC直线斜率较大并接近于1，RC直线居中.由表 2—4知：在表 2中，r_HFC与r_RC均超过0.95，且 R_HFC与R_RC之间的差别也不大，LFC和PC的相 关性系数和平均比值均较小；在表 3中，除HFC外其余分量的相关系数均超过0.9，且r_PC最大，但 R_PC＜R_RC＜ R_LFC；在表 4中，r_HFC＜0，即HFC与OGM的 PGD的相关性较弱，r_LFC≈1，即LFC与OGM的PGD相关性非常突出，尽管 R_PC＜R_RC，但r_PC远大于r_RC.图 4a中，HFC与RC相差不大，在1左右波动；在图 4b中，除HFC较小外，其余三种差别不大；图 4c中，LFC在1左右平缓波动，HFC最小，PC与RC之间差别不大.

由上述分析知： 1)虽然PC的速度幅值小于LFC和RC的幅值，但PC与OGM之间PGV的相关性系数最大，进一步说明选用PC作为速度脉冲的简化是合理的； 2)HFC与OGM位移幅值之间的相关性很弱，RC因含有部分长周期成分与OGM位移幅值之间存在明显的相关性，所以高频成分对于脉冲型地震动的位移幅值影响很小； 3)PC以及LFC与OGM加速度幅值之间的相关系数大于0.6，且平均比值大于0.3，因此长周期成分对脉冲型地震动的加速度幅值具有不可忽略的影响.

考虑设计的经济性，结构在较大震级地震作用下不可避免地要进入弹塑性阶段(翟长海和谢礼立，2006).为提高结构抗震设计的精度与计算的准确性，对于非弹性谱的研究至关重要.为探讨不同频率地震动分量对脉冲型地震动非弹性反应谱的影响，本文对比分析了原始地震动和4种地震动分量的非 弹性反应谱.在工程实践中，一般采用等延性谱进行 新建结构的抗震设计，采用等强度谱评估已建结构的抗震性能.由于篇幅的限制，本文仅讨论等延性反应谱.

图 5为理想弹塑性体系及相应弹性体系的本构关系图.周期为T的单自由度体系在地震动作用下，体系保持完全弹性时的最大位移反应记为u₀，保持完全弹性所需要的最小侧向恢复力记为f₀.若体系在该地震动作用下发生塑性变形，其屈服力为f_y，屈服位移为u_y，最大非弹性位移记为u_m.一般采用u_m与u_y之间的比值评估结构的延性能力，即延性系数μ=u_m/u_y.结构的最大非弹性位移与相应弹性体系的最大弹性位移之间的比值称为非弹性位移比，即C=u_m/u₀.强度折减系数定义为结构保持完全弹性所需要的最低强度与结构的屈服强度之比.对于图 5所示体系，强度折减系数可由f₀与f_y之间的比值确定，即R=f₀/f_y.文中计算给定延性目标下的C、R值，即等延性位移比和等延性强度折减系数，分别记为C_μ和R_μ.当体系周期T改变时，将得到新的C_μ、R_μ以及加速度(A)、速度(V)和位移(D)时程峰值.C_μ、R_μ、A、V和D相对于周期T的关系曲线分别称为延性为μ时的等延性位移比谱、等延性强度折减系数谱、等延性加速度谱、等延性速度谱和等延性位移谱.

图 5

Fig. 5

图 5 理想弹塑性体系与其相应的弹性体系 Fig. 5 Elastoplastic system and its corresponding linear system

在计算时，单自由度体系阻尼比取5%，周期介于0.01 s与10 s之间，按照对数坐标等间距取31个周期点；延性系数μ=1，2，3，4，5，6，7，8；采用图 6所示的理想弹塑性恢复力模型，其两个方向的屈服力相同，当｜f_s｜＜｜f_y｜时加载与卸载刚度为结构的初始刚度.为得到体系在目标延性状态下的反应，在计算时逐渐降低屈服力f_y，直到延性值与目标延性的相对误差(｜延性-目标延性|/|目标延性｜)小于1%.

图 6

Fig. 6

图 6 理想弹塑性体系力—位移关系曲线 Fig. 6 Idealization elastoplastic force-deformation relation

为讨论4种分量和原始地震动反应谱之间的关系，文中简要分析了5种数据的等延性加速度、速度和位移反应谱(见图 7—9).为获得较好的显示效果，图中只给出了μ=1，2，4，8时的反应谱曲线.由图 7—9知：在短周期段PC与LFC的谱值均较小，RC和HFC的谱值较大且均与OGM相近；在长周期段PC和LFC谱值较大，且LFC与OGM谱值更为接近；在长周期段HFC谱值逐渐减小，而RC谱值仍较大.此外，可以发现LFC与HFC之间存在明显的交点，在延性系数为1时，交点周期约为1 s，随延性系数的增大交点周期逐渐减小，而PC与RC之间不存在明显的交点.

图 7

Fig. 7

图 7 非弹性加速度反应谱 Fig. 7 Inelastic acceleration response spectra

图 8

Fig. 8

图 8 非弹性速度反应谱 Fig. 8 Inelastic velocity response spectra

图 9

Fig. 9

图 9 非弹性位移反应谱 Fig. 9 Inelastic displacement response spectra

由上述特征知： 1)PC虽能体现OGM的脉冲特性，但尚不能完全表征OGM的长周期特性，因此其反应谱值在长周期段偏低； 2)RC也不能表征OGM的高频特性，其反应谱值在长周期段偏高； 3)按照本文方法选取的LFC能够充分体现OGM的长周期特性，其反应谱与OGM反应谱在长周期段相差不大.4)在反应谱的短周期段HFC谱值均与OGM谱值相近，且在长周期段谱值显著降低，因此本文选取的HFC能够体现OGM的高频性； 5)由于文中以1 s为界获取LFC和HFC，因此LFC与HFC弹性反应谱之间的交点周期约为1 s，而不同地震动的PC相差很大，且RC中仍含有部分低频成分，因而PC与RC之间不存在明显的交点.

在基于位移的抗震设计方法中，精确地预估结构的最大非弹性位移是其主要研究内容之一.一种简便且被普遍接受的方法便是采用非弹性位移比评估结构的最大非弹性位移(Ruiz-Garía and Miranda 2003，2006；Ruiz-Garía，2011；Zhai et al.，2013).Veletsos and Newmark(1960，1965)首先采用这种方法分析真实地震动记录和简单脉冲的非弹性位移比谱的特性，并提出了著名的等位移原理.目前，国内外许多学者已开展了大量的关于非弹性位移比的研究工作，并得到了许多有价值的结论.研究发现，脉冲型地震动的非弹性位移比谱大于远场地震动的非弹性位移比谱，表明相对于远场地震动结构在脉冲型地震动作用下需要更大的非弹性位移需求(Chopra and Chintanapakdee，2001).Yaghmaei-Sabegh(2012)对比分析了91条脉冲型地震动和去除脉冲后剩余分量的非弹性位移比谱的特性.研究表明，相对于原始地震动，剩余分量的非弹性位移比谱较小，但没有分析脉冲的位移比谱的特性.

为探讨脉冲型地震动等延性位移比谱诸多特征的产生原因，文中对比分析了原始地震动和4种分量的位移比谱.鉴于单自由度体系在地震动和简单波形荷载作用下的反应之间存在着简单并直接的关系(Veletsos and Newmark，1960)，本文采用徐龙军等(2013)提出的简谐地震动模型作为简单分量的简化.图 10是3种模型地震动的加速度时程图.其中，模型1与模型2的振动周期分别为1 s和2 s，加速度峰值为1；模型3是模型1与2的线性叠加，并将其加速度时程同比缩放至峰值为1.由地震动模型的等延性位移比谱(见图 11)知，模型2的位移比谱 最大，模型3其次，模型1最小，模型1和2位移比谱的最小值点对应的周期与模型的振动周期相等.由集集地震TCU103台站地震动7条简单分量μ＝4时的位移比谱知(见图 12)，C₁~C₇分量的谱值逐渐增大，且谱曲线的最小值点与分量的周期近似相等.因此，长周期分量的位移比谱大于短周期分量的位移比谱，简单分量与模型地震动的位移比谱的特征相近.

图 10

Fig. 10

图 10 地震动模型加速度时程图 Fig. 10 Acceleration time-histories for ground motion model

图 11

Fig. 11

图 11 地震动模型等延性位移比谱 Fig. 11 Constant ductility displacement ratio spectra for ground motion model

图 12

Fig. 12

图 12 集集地震TCU103台站地震动7 条分量等延性位移比谱 Fig. 12 Constant ductility displacement ratio spectra of the 7 ground motions components for the ground motion located at TCU103 station during Chi-Chi earthquake

文中计算了延性系数μ=2，3，4，5，6，7，8时5种数据的等延性位移比谱(见图 13).由图知，HFC与RC的谱值均小于OGM(见图 13(a，b))与 Yaghmaei-Sabegh(2012)的结论吻合，PC与LFC的位移比谱均大于OGM(见图 13(a，b))；由于PC是接近于单一频率的低频成分，且周期较大，而LFC中含有诸多振动周期小于PC周期的成分，故造成PC位移比谱偏大(见图 13c)；相对于HFC，RC中仍含有部分长周期成分，故其长周期段的谱值较大(见图 13d).

图 13

Fig. 13

图 13 原始地震动和4种分量(LFC、HFC、PC和RC)的等延性位移比谱 Fig. 13 Constant ductility displacement ratio spectra for original ground motions and 4 kinds of components(LFC，HFC，PC and RC)

在基于强度的抗震设计中，为反映地震作用下结构的非弹性滞变特性，一般采用强度折减系数对地震力进行折减.同时，强度折减系数也是基于性态的抗震设计理论中确定非弹性反应谱的主要依据(翟长海和谢礼立，2006).目前关于强度折减系数的研究已有大量的文献可以参考，但对于脉冲型地震动的强度折减系数尚缺乏系统的研究.Chopra and Chintanapakdee(2001)对脉冲型地震动与远场地震动的强度折减系数在加速度敏感区、速度敏感区以及位移敏感区的特性进行了分析，指出，在加速度敏感区脉冲型地震动的强度折减系数明显小于远场地震动的强度折减系数，即在延性状态相同时结构在脉冲型地震动作用下需要更大的强度需求.Gillie等(2010)对脉冲型和非脉冲型地震动的强度折减系数谱进行了分析，其分析结果与Chopra和Chintanapakdee(2001)的研究结果大致相同.这些研究大都是宏观地阐述脉冲型地震动与普通地震动的区别，并未深入探究这些现象的产生原因.本文通过分析地震动分量和简谐地震动模型的非弹性反应谱的特性，以探讨脉冲型地震动强度折减系数谱诸多特征的产生原因.

由模型地震动的等延性强度折减系数谱(见图 14)知，谱峰值周期与模型的振动周期一致；当体系周期远小于振动周期时，谱值趋近于1；当体系周期远大于振动周期时谱值呈波浪状逐渐变小；虽然模型1与2的加速度幅值一致，但周期较小的模型的强度折减系数谱值较大；模型3是前两种模型的组合，但谱值最小.图 15为集集地震TCU103台站地震动7条简单分量的等延性强度折减系数谱.由图知，不同分量的强度折减系数谱峰值周期不同，组合分量(HFC与LFC)的谱值小于单一分量.图 16为本文5种数据在延性系数μ=2，3，4，5，6，7，8 时的强度折减系数谱.由图知，在短周期段，PC与LFC均小于OGM(见图 16(a，b))，PC与LFC差别不大(见图 16c).同时，在短周期段(Chopra所指的 加速度敏感区)，RC和HFC均大于OGM，与Chopra和Chintanapakdee(2001)中远场地震动和脉冲型地震动之间的特征相似(Gillie et al.(2010)中的非脉冲型地震动与脉冲型地震动).在长周期段，LFC与OGM更为接近.HFC在周期为1s左右时出现一个明显的峰值，且随延性系数的增大峰值愈加明显，而其余数据均未有峰值出现.由上文知，模型地震动与 地震动分量的强度折减系数谱也存在峰值(见图 14，15).在Chopra和Chintanapakdee(2001)及Miranda(1993)的研究中，其数据的强度折减系数谱也带有明显的峰值.因此，笔者认为OGM、PC、RC和LFC中均包含丰富的长周期成分，故导致其强度折减系数谱峰值后移，且不同频率的分量组合后使峰值不太明显.

图 14

Fig. 14

图 14 地震动模型等延性强度折减系数谱 Fig. 14 Constant ductility strength reduction factor spectra for ground motion model

图 15

Fig. 15

图 15 集集地震TCU103台站地震动分量强度折减系数谱 Fig. 15 Constant ductility strength reduction factor spectra of the components for the ground motion located in TCU103 station during Chi-Chi earthquake

图 16

Fig. 16

图 16 原始地震动和4种分量(LFC、HFC、PC和RC)的等延性强度折减系数谱 Fig. 16 Constant ductility strength reduction factor spectra for original ground motions and 4 kinds of components(LFC，HFC，PC and RC)

本文以近期12次大地震的53条脉冲型地震动为数据基础，基于多尺度分解方法，讨论了原始地震动和地震动分量之间的幅值及非弹性反应谱的关系，对脉冲型地震动的工程特性有了一些新的认识，主要结果如下：

1)脉冲型地震动的速度和位移幅值主要由低频分量决定，加速度幅值主要受高频分量的影响，但低频分量对其加速度幅值仍有不可忽略的影响，而 高频分量与原始地震动位移幅值之间的相关性较弱.

2)卓越分量不足以充分反映脉冲型地震动的长周期特性，且与其相补的剩余分量也不宜用于表征原始地震动的高频特性.由多尺度分解方法得到的高频分量与低频分量能够很好地分别表征原始地震动反应谱高、低频段内的特性.

3)简单分量和简谐波地震动模型的等延性位移比谱和等延性强度折减系数谱的特征相似，由于简单分量并不是理想的单一频率的简谐波，故造成其谱曲线的光滑度较差.

4)地震动中的长周期分量是导致脉冲型地震动非弹性位移比偏大以及强度折减系数偏小的直接原因，从而造成结构在脉冲型地震动作用下需要具有更大的非弹性位移以及更高的强度需求.

在传统的研究中一般需要考虑震级、场地和断层距等因素对地震动的影响.本文从分量的角度分析脉冲型地震动的特性，由于受记录数量的限制，本文尚未讨论震级、场地和断层距等因素对分量的影响.当将来获得足够多的近断层记录时，我们会进行地震动的详细分类并进行讨论，也将另文刊出.