随着全球风能利用的增长,风电场越来越多地建在地震动活跃区域。而断层附近的地震动有些属于脉冲型地震动,伴随有较大的速度脉冲,且近断层地震动往往伴随着很强的竖向地面运动,对结构的抗震性能影响不可忽视。此外,在制造过程中产生的初始几何缺陷可能对风机塔结构抗震更为不利,尤其在强震作用下,风机塔结构会发生较大变形甚至直接倒塌。因此,本文以某陆上风电场1.5MW风机塔为研究对象,研究近断层速度脉冲和竖向地震动对风机塔结构地震反应的影响,并对风机塔结构进行缺陷敏感性和倒塌分析。首先,采用具有典型代表的脉冲型地震动与非脉冲型地震动各十条输入风机塔结构中,进行时程分析,研究近断层速度脉冲对风机塔结构地震反应的影响。结果表明:近断层速度脉冲对结构塔顶位移、塔顶加速度、塔底剪力与弯矩均影响显著,说明风机塔对近断层速度脉冲比较敏感。如果拟建风电场位于活动断层附近,发生地震时,结构破坏会更加严重。然后,选取六组竖向效应显著的地震动,分别按照只考虑水平地震动和同时考虑水平和竖向地震动输入结构进行时程分析,对比分析竖向地震动对结构地震反应的影响。结果表明:竖向地震动对风机塔结构塔顶水平位移、水平加速度影响不大,但对结构的竖向位移、竖向加速度以及轴力有着显著的影响。随着竖向与水平加速度峰值比V/H的增大,塔顶竖向位移与竖向加速度响应也随之逐渐增大;水平和竖向地震动加速度峰值出现的时间差越小,地震的竖向效应越大;竖向地震动会放大结构的塔底轴力响应,最大轴力随着加速度峰值比的增大而增大,最小轴力随着加速度峰值比的增大而减小。最后,对风机塔采用自接触有限元建模,并建立考虑焊接凹陷缺陷的风机塔模型,对结构进行弹塑性增量动力分析,研究有无缺陷情况下风机塔结构的地震倒塌特性。结果表明:采用自接触的有限元模型可以更真实地预测风机塔的失稳破坏机制;风机塔在地震作用下一旦进入非弹性阶段,塑性铰会在塔身壁厚变化处或者有焊接凹陷缺陷的地方发展,可能会发生倒塌,且在倒塌前能量耗散很少;缺陷对损伤开始时的地震加速度强度和破坏位置有显著影响;缺陷可以显著降低风机塔结构塑性损伤开始时的地震加速度强度;缺陷的存在使得结构出现更多的塑性铰链位置,增加了地震反应的可变性;竖向地震动可能将塑性铰链转移到塔的薄弱位置,特别结构含有缺陷的时候。