场地卓越周期和特征周期.doc

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1、场地卓越周期和特征周期是两个不同的概念它们的区别在于：1)研究途径不同．卓越周期是通过场地地震动记录的分析得到，而特征周期是通过场地地面运动反应谱的分析得到．2)研究意义或用途不尽相同．除了可用于土层动力反应分析的研究外，场地卓越周期还可以防止特殊的地震效应发生，避免拟建建筑物自振周期与场地脉动卓越周期一致或接近，在地震发生时，地基与建筑物产生共振或类共振；对某一特定场址，特征周期可以根据实测强震记录计算，并综合场地安全性评价的结果确定该场址的设计特征周期用于抗震设计．3)两者在取值上的差异．从取值大小上考虑，场地特征周期一般大于卓

2、越周期；从取值特点上考虑，某一特定场地可以存在2个或多个地震动卓越周期[，而其特征周期只有1个，是反应谱的下降段的起始周期；此外，两者的取值不具有可比性，前者研究的是地面运动的频度较大的周期，后者研究的是在场地运动各频率激励的综合作用下结构的反应中满足某一特征关系的周期，因此，卓越周期大的场地，并不意味着其特征周期～定大，反之，也并不意味着特征周期就小．4)场地卓越周期更多的是场地地震动特性的客观反映，即它是地震动记录上客观的存在1个或多个特别卓越的周期；而特征周期更多的体现了人们的主观性，即在考虑我国经济发展和人们对地震灾害的可接

3、受程度的基础上，对其规定相应的计算公式，并根据此公式在反应谱上确定特征周期，供抗震设计使用．卓越周期是指随机振动过程中出现概率最多的周期，常用以描述地震动或场地特性。地震波在土层中传播，由于土层的过滤特性与选择放大作用（过滤与放大通过不同性质界面的多次反射来实现），周期与场地土固有周期接近的地震波得到增强（通过共振作用放大），此周期称为场地（地震动）卓越周期。设计特征周期也可称为设计反应谱特征周期，是指地震影响系数曲线下降段起始点对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关，规范通过设计地震分组和场地类别反映，场地越软，震级

4、、震中距越大，值越大。地震动卓越周期反映的是场地土动力特性，与场地覆土厚度、土层剪切波速及岩土阻抗比（土地震效应的三要素）有关，前两者影响频谱，后者影响幅值。一般来讲震级、震中距越大，高频分量被长距离传播路径所过滤，低频（长周期）分量越显著；软土地基上卓越周期显著，而硬土地基上则包含多种频率成分，卓越周期不显著（可以包含若干个）。设计特征周期针对的是设计反应谱，因此数落一下设计反应谱的来历很有必要。为了迎合结构设计，将不同的地震动记录的反应谱曲线加以统计平均（均值反应谱），再利用数学上的平滑拟合，基于安全或经济因素的修正，便得到设计

5、反应谱。设计反应谱并不针对某个特定地震波，而是据大量地震动的综合认识预估结构地震作用的一种规定。即设计反应谱不是真正的反应谱，是经验物理领域的概念，设计特征周期的物理意义不很明确。从反应谱的分段区间来看，设计特征周期可以认为是速度与位移控制段的分界周期。地震动卓越周期与设计特征周期存在必然联系吗？答案是否定的，顶多也就是特定地区的统计关系。地震动卓越周期是地震动特性的客观反映，研究的是地震动出现频度较大的周期，而设计特征周期是根据地震震级、震中距和场地类别并考虑安全经济因素人为规定的，研究的是在多频率地震动作用下结构反应中满足某一特

6、征的周期。即二者研究的是两个东西。当结构的自振周期与地震动卓越周期接近时，结构可能发生共振，破坏较严重。一般结构的自振周期大于设计特征周期，即随着周期的增大地震作用会减小，这牵扯到房子做刚还是柔。卓越周期对结构抗震影响是显而易见的，规范中主要体现在：根据覆盖层厚度、岩石剪切波速或土等效剪切波速划分场地类别，根据震级与震中距划分地震分组，地震影响系数的取值考虑地震系数与动力系数，地震系数与震级有关（实际上与地震烈度有关，地震烈度与震级存在联系），动力系数与场地类别有关。