近断层区域的地震动由于复杂的形成机理,与远场地震动相比具有明显的脉冲效应等特点,往往对工程结构造成严重的破坏。特别是近些年来,随着世界经济发展和人口膨胀,加之土地资源的日益匮乏,大量的工程结构建设在断层附近区域,进而引发了世界范围内地震工程领域的专家和学者对此类工程结构抗震问题的重视。然而,受到目前采集到的近断层地震记录,特别是脉冲型地震记录数量的限制,采取以近断层地震动模拟为主,开展基于性能的近断层工程结构抗震分析成为主要的研究趋势。尤其是,深入开展近断层地震动脉冲特性及主余震对工程结构的重要影响以及震损结构应急措施的研究对提升结构抗震性能具有重要意义。因此,本文围绕近断层地震动模拟方法、地震动脉冲特性及脉冲型主余震对框架结构的影响以及震损结构的应急措施等四个方面对近断层地震动工程特性及其作用下框架结构的地震响应进行了系统性的分析和研究。本文的具体研究内容及结论如下:(1)针对基于小波包的随机地震动模拟方法在近断层脉冲型地震动模拟上的不足,依据混合模型思想通过引入等效脉冲模型对小波包方法进行改进,提出了一种改进的近断层脉冲型地震动模拟方法,目的是进一步扩展小波包地震动模拟方法的工程应用范围。采用人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)算法对近断层脉冲地震动数据库中的实际地震记录进行脉冲模型参数的分析和识别,并结合回归分析方法,建立了基于震源、传播路径和场地特征等参数的脉冲模型参数预测方程。依据上述改进的算法及模型,开发了工程用地震动模拟软件SimGM(Simulation Ground Motion)。并通过实际地震记录的模拟分析、反应谱的误差分析以及与现有近断层地震动模拟方法的对比分析等,验证了改进的近断层脉冲型地震动模拟方法的有效性和适用性。(2)针对近断层地震动脉冲特性对框架结构地震响应的影响研究,提出了在考虑宽频带地震动情况下研究近断层地震动的脉冲特征参数对框架结构抗震性能影响的评估方法。评估过程采用改进的地震动模拟方法分别模拟地震动的高低频分量,通过控制变量法调整低频脉冲特征参数来合成具有不同脉冲特性的宽频时程,将其作为地震动输入进行框架结构脉冲特征参数的敏感性分析。通过反应谱分析及结构位移响应分析验证了评估过程及合成方法的可行性和有效性。最后采用该评估方法,研究脉冲型地震动特征参数,如脉冲幅值、脉冲周期、脉冲半循环数、相位角以及不同频率成分对框架结构地震响应的影响。研究结果表明:脉冲幅值、脉冲周期和脉冲半循环数是影响结构地震响应的重要参数。(3)进行了主震损伤框架结构在近断层脉冲型主余震作用下的地震响应分析,量化研究了近断层余震对不同主震损伤框架结构累积损伤的影响。首先,将结构主震激励后的损伤状态进行分类,并作为余震分析开始时刻框架结构的初始损伤状态,进而研究余震类型及初始损伤状态对框架结构余震地震响应及倒塌率的影响。同时,基于可以表征地震动频谱(周期)特性的地震动参数,提出了一种刻画主余震相对频谱特性的指标,并研究了该指标对框架结构累积损伤的影响。研究结果表明:相比于近断层非脉冲型余震,脉冲型余震对主震损伤框架结构的影响显著,并且框架结构的主震损伤状态对结构的余震地震响应及倒塌率均具有重要作用。另外,提出的指标可以较好刻画主震损伤框架结构在余震作用下累积损伤的演化过程。(4)针对近断层主震激励后的震损框架结构,提出了一种快速而有效的震损框架结构应急加固装置,从定性和定量两方面评估了加固装置在不同布设方案下对震损框架结构的减震效果。采用有限元数值模拟技术,建立包含两种损伤状态的震损框架结构模型以及经过应急加固后的结构模型,并对加固前后的框架结构模型进行近断层余震作用下的弹塑性时程分析,对比分析了应急加固装置在三种布设方案下的减震效果。研究结果表明:应急加固装置可以有效降低震损框架结构的地震响应。应急加固装置布设位置对减震效果具有重要影响,某些情况下仅对框架结构底层进行加固是不足的,可能会导致震损框架结构的位移响应增大。