山地建筑结构的应用越来越广泛,其中掉层框架结构形式的应用最为普遍。掉层框架结构由于其竖向不规则性导致结构刚度突变,使得整个结构的受力、变形特点较普通建筑结构有很大的不同。近年来发生的汶川地震、Sikkim地震中,均发现了不同于常规建筑结构的山地掉层结构震害特征:上接地部位的震害程度重、扭转效应显著等。采用隔震技术可有效改善掉层框架结构的抗震性能,但山地地区常紧邻有地震断裂带与大型沉积盆地,这为近断层脉冲型长周期地震动（近场型）和远场长周期地震动（远场型）的孕育提供了条件。在实际工程设计中,常常忽略了长周期地震动对隔震结构的危害性,对于长周期地震动作用下隔震结构抗震性能的研究尚未完善。本文将针对山地掉层隔震框架结构在两类长周期地震动下的动力响应特点与抗震性能开展研究,同时明确长周期地震动的作用机理与掉层隔震结构的易损性。本文的主要研究内容和结论归纳如下四个方面:（1）长周期地震动的特性研究与提取处理:首先对近场、远场型地震动与普通地震动从时程、频谱、能量角度进行对比,发现两类长周期地震动的长周期成分分别存在于速度脉冲段和长周期尾波段;同时远场地震动的PGA明显低于其他两类,容易被忽略,而近场型地震动的能量累积速度明显大于其他两类地震。接着基于HHT方法对速度脉冲和长周期尾波进行提取,得到处理后地震波,并获取速度脉冲周期Tp与尾波特征周期Tf。（2）长周期地震动下掉层隔震结构的动力响应特征:针对山地掉层框架结构,经隔震设计建立三类不同的隔震形式:铅芯隔震（LRB隔震）、天然橡胶隔震（LNR隔震）以及两者混合的隔震（混合隔震）。首先对比时程分析与规范反应谱的地震剪力结果,发现我国规范反应谱法在长周期段针对掉层隔震结构的计算结果是偏危险的,需进一步深入研究。然后通过三类地震动在不同隔震形式下的动力响应对比,发现三类隔震形式均能降低顶层加速度、上部结构位移角、上接地柱剪力,改善掉层框架受力性能,不过相对来说普通地震动下隔震效果最优。同时在两类长周期地震动作用下,采用隔震会引起掉层部分和接地层的加速度、位移角显著增大,隔震垫水平位移也出现超过限值的情况。综合来看,各类隔震形式在普通地震动作用下均能发挥作用,LNR隔震相对最优,但考虑长周期地震时应使用LRB隔震来减小隔震垫位移。（3）掉层隔震结构长周期地震动作用机理分析:首先通过处理波和原始地震波的地震峰值与能量对比、位移反应谱对比明确了长周期组分对结构响应的控制作用机理。接着对比掉层LRB隔震模型在处理波和原始波的非线性计算结果,同时引入变形能量双指标的隔震垫损伤指数,结果表明,对于近场地震动,当提取速度脉冲后,主要引起隔震垫最大位移和滞回能量的降低,但对隔震垫损伤贡献较大的是隔震垫位移,特别地,当速度脉冲周期Tp与隔震周期T1相近时,速度脉冲提取后其隔震垫位移减小程度较大;对于远场地震动,当尾波提取之后,隔震垫位移几乎不变,而隔震垫滞回能量减小程度较大,且其滞回能量显著大于近断层地震动,因此对隔震垫损伤指数有较大贡献,特别地,部分远场波经处理后隔震垫峰值位移降低程度较大,其原因是由于尾波与该隔震结构产生了类共振现象。综合来看,山地掉层隔震结构在近场地震波的作用下主要产生隔震垫位移过大的首次超越破坏,而远场长周期地震动下则需要对隔震垫的能量滞回效应引起重视。（4）掉层隔震结构长周期地震动易损性分析:首先基于IDA（增量动力分析）方法,针对LRB隔震模型,以Sa（T1）为IM指标,以隔震垫最大位移和上部结构层位移角为EDP指标,分别构建了隔震垫易损性曲线和上部结构易损性曲线,其结果表明,近场地震动达到CP状态（防止倒塌状态）需要的Sa（T1）最小,而普通地震动的最大,因此可以认为近场地震动对该隔震结构的损伤性最大,远场地震动其次;另外隔震垫的CP状态总是先于上部结构达到,因此隔震垫是山地掉层隔震结构在长周期地震动作用下的关键部位。最后为全面评估结构的易损性,提出了可以表征不同长周期地震动的IM向量指标,并通过相关性和离散性对各IM指标进行评价,构建了不同指标下易损性曲面,结果表明,[Sa（T1）,PGV/PGA]是相对最优的IM向量指标,另外,Sa/PGA、ID、t80/te也是可接受的,其易损性曲面可以揭示更多地震动信息,且在易损性分析中无需预先对各类地震动进行分类。