场地卓越周期的讨论与场地建筑的共振现象
关于场地卓越周期和特征周期的若干讨论
关于场地卓越周期和特征周期的若⼲讨论第30卷第6期V ol.30N o.62009青岛理⼯⼤学学报Journal of Qingdao T echnological University关于场地卓越周期和特征周期的若⼲讨论陈鹏,刘⽂锋*,付兴潘(青岛理⼯⼤学⼟⽊⼯程学院,青岛266033)摘要:场地卓越周期和特征周期是反映场地动⼒特性的重要参数,两者均基于频谱分析理论.对卓越周期和特征周期的概念、研究意义及两者之间的关系进⾏了论述,分析对⽐了两者在计算原理、研究意义、⼯程应⽤及取值等⽅⾯的不同,界定了两者的概念.对⽬前较为常⽤的计算卓越周期和特征周期的⽅法,分别进⾏了分析⽐较,指出了卓越周期各计算⽅法的优缺点及适⽤条件,同时以144条地震波为例分析了特征周期各计算⽅法的特点及其差异,对场地动⼒特性的测定具有⼀定指导意义.关键词:卓越周期;特征周期;概念界定;计算⽅法;适⽤条件中图分类号:T U 315.9 ⽂献标志码:A ⽂章编号:1673)4602(2009)06)0030)06Discussions on Site Predominant Period and Characteristic PeriodCH EN Peng,LIU Wen -feng *,FU Xin -pan(Scho ol of Civ il Engineer ing,Q ing dao T echno lo gical U niver sity,Q ing dao 266033,China)Abstract:Site predominant period and desig n characteristic period ar e the most two impor -tant param eters in reflecting the dynam ic property of the site.Bo th are based on spectrum a -nalysis theory.T his paper introduces the concept and the sig nificance of site pr edominant pe -riod and design characteristic period and analyses the main differ ences between the tw o pa -rameters on the m ethod o f calculation and the numerical value in eng ineering design.Be -sides,three com mon methods w hich ar e usually used in the deter mination of site predom-inant period and design character istic period ar e proposed,and the adv antages and disadvanta -ges of each method are analyzed.144g round recor ds are employed to analyze characteristicand difference o f calculatio n methods of desig n characteristic period.T he r esults offer refer -ences in the determ inatio n of site predom inant period.Key words:pr edominant period;characteristic period;delimitation;calculation metho ds;ap -plicable conditio n收稿⽇期:2008-09-12基⾦项⽬:⼭东省教育厅科技计划项⽬(J07YA09-2)作者简介:陈鹏(1982- ),男,⼭东费县⼈.硕⼠,研究⽅向为混凝⼟结构及其抗震.E -mail:pan20040@/doc/1584f84a2e3f5727a5e962bc.html .*通讯作者(Corresponding author):刘⽂锋,男,博⼠,教授.E -m ail:lw f6688@/doc/1584f84a2e3f5727a5e962bc.html .⽬前,国家规范、标准和⼯程设计⼿册[1-6]虽对场地卓越周期T 和设计特征周期T g 作出了各⾃的定义,但由于两者在研究途径、影响因素、⼯程应⽤以⾄取值等⽅⾯存在诸多相似之处,在研究过程中往往容易混淆概念,不能对两者作出准确的区分和正确的使⽤,以致在学术交流和⼯程实践中产⽣认识误区.对场地卓越周期和设计特征周期的不同认识,⽂献[7]认为/两者都是场地固有周期T 0的不同预测值,因预测⽅法不同⽽冠以不同的名称0;⽂献[8]的划分标准取为/当涉及到傅⾥叶谱时称卓越周期,当涉及到反应谱时称为特征周期0.也有⼀部分学者认为,在场地性能测试时称卓越周期,在抗震设计中称特征第6期陈鹏,等:关于场地卓越周期和特征周期的若⼲讨论周期.这些划分⽅法都只是从两者的应⽤⾓度或研究⽅法来考虑卓越周期与特征周期的区别,并没有从本质上指出两者的根本不同,不能达到准确的认识和区分卓越周期和特征周期的⽬的.在1990年发⾏的国家标准[9]的条⽂说明中提到/有关场地的特征周期,过去许多勘察单位都是根据⼟层实测的横波波速按经验公式计算场地-卓越周期.,但鉴于该公式是⼀近似公式,且在深度上看法不⼀致,以⾄计算结果有较⼤差别,因⽽⼀般情况下,不需再按该近似经验公式计算场地-卓越周期.,以避免所计算-卓越周期.与-特征周期.不⼀致⽽发⽣⽭盾0,可见,其中对/卓越周期0和/特征周期0的使⽤存在⼀定程度的混乱,容易使读者混淆两者的概念.1 场地卓越周期与特征周期1.1 概念及影响因素场地卓越周期和特征周期均是⼯程抗震中的概念.场地卓越周期是描述场地特性的重要指标.对于卓越周期,⽂献[4]定义为/随机振动过程中出现概率最多的周期,常⽤以描述地震震动或场地特性0.⼯程抗震中研究的是地震波经过场地过滤作⽤(震源、传播途径和⼯程场地相互作⽤)后的特性,即地⾯运动的特性,以此来分析结构在地震作⽤中的响应.⽂献[2]对卓越周期基本概念的描述为/地震波在⼟层中传播时,经过不同性质界⾯的多次反射,将出现不同周期的地震波.若某⼀周期的地震波与地表⼟层固有周期相近时,由于共振的作⽤,这种地震波的振幅将得到放⼤,此周期称为卓越周期0.⽂献[3]对此的描述为/地表⼟层对不同周期的地震波有选择放⼤作⽤,致使在地震记录图上某些周期的波形特别多⽽好,也显得-卓越.,这个周期称为卓越周期0.场地卓越周期是地⾯运动的重要特征量,它与覆盖⼟层的厚度、构成、物理⼒学性质以及场地的背景振动等有密切关系.⽂献[10]研究表明,卓越周期还随震中距、震级等因素⽽变化.特征周期是抗震设计中的概念.基于⼤量的强震观测记录的分析,5建筑抗震设计规范6规定设计地震动⽤弹性加速度反应谱表⽰,设计特征周期则定义为/抗震设计⽤的地震影响系数曲线中,反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值0.5⼯程抗震术语标准6[4]中没有设计特征周期的定义,它采⽤的是/反应谱特征周期0,定义为与设计反应谱曲线下降段起点对应的周期,因此它和5建筑抗震设计规范6中的设计特征周期是⼀致的.5建筑抗震设计规范6把设计特征周期T g 简称为特征周期,并根据设计地震分组和场地类别的不同给出了相应的T g 值,如表1.表1 GB 5001)2001规定的特征周期值s 设计地震分组场地类别?òó?第⼀组0.250.350.450.65第⼆组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90根据5建筑抗震设计规范6,特征周期是由地震分组与场地类别共同决定的,通过场地类别和设计地震分组就可以确定场地的特征周期.反过来,如果能根据场地实测地震动记录求出特征周期,则可以由此⼤致判断该场地所属的场地类别.此外,根据地震动记录求出的特征周期,不但可以反映场地类别和地震分组的影响,还可以反映震源特性、震级⼤⼩以及传播途径的影响.因此,根据地震动记录计算特征周期,不仅可以⽤于场地动⼒特性的分析[11],还可以作为设计特征周期指导抗震设计.5建筑抗震设计规范6中定义的特征周期与通过地震动记录计算的特征周期在概念上是⼀致的,都是反应谱下降段的起始周期,不同之处在于前者是基于⼤量的强震观测记录的分析的基础上得到的规准化后的反应谱(⽔平地震作⽤影响系数曲线)的下降段起始周期,具有⼀定的概率保证(50年超越概率为10%[12]),⽽后者通过单个地震动记录的计算得到,不存在概率保证的概念.⽂献[13]研究后认为特征周期物理意义不明确、涉及因素多、结果离散,且研究成果相对较少.1.2 场地卓越周期和特征周期的关系场地卓越周期和特征周期均基于对地⾯运动的研究,所有影响地⾯运动的因素,如场地条件、地震震级、震中距等因素,均会对两者产⽣影响,这属于客观的影响因素.基于此,两者均为场地动⼒响应分析的重要参数.场地卓越周期可以作为⼯程抗震中场地⼟类型划分、场地类别划分的标准(见表2[3])以及估算31青岛理⼯⼤学学报第30卷地震动峰值加速度及其分布规律,依据场地特征周期,由表1也可以⼤致判断场地类别.⾄于两者之间在数值上是否可以建⽴统计关系,需要做研究⼯作.⽂献[14]在这⽅⾯做了初步的探索,⽂中根据⼴东省珠江三⾓洲地区和潮汕地区380个⼯程项⽬的地震安全性评价结果,对这些⼯程项⽬的设计特征周期和场地脉动卓越周期进⾏了统计分析,得到式(1)所⽰的关系:表2 地基⼟的卓越周期类别⼟的名称卓越周期/s ò~ó⼀般⼟层0.15~0.4?松软⼟层0.3~0.7T g =T(1+kI a )(1)式中:T g ,T,I 分别为特征周期、卓越周期和地震烈度;k 和a 为与场地周围地址环境有关的常数.将所收集的资料带⼊式(1)对珠江三⾓洲地区进⾏回归分析,得到以下统计关系:T g =T (1+0.0038I2.25964)(2)场地卓越周期和特征周期的区别在于: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,由统计关系式(2)可以看出,场地特征周期⼀般⼤于卓越周期;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[6,10],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⼀定⼤,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.2 卓越周期的计算⽅法及⽐较2.1 计算⽅法根据研究对象的不同,场地卓越周期T 的计算⽅法可以划分为3种:1)根据场地卓越周期的定义,利⽤场地的实测强震记录进⾏Fourier 分析,确定场地卓越周期.相对于后两种⽅法,此⽅法可以称为直接计算法.2)应⽤⾼灵敏的地震仪观测地⾯脉动,将所得记录进⾏Fo urier 分析,确定卓越周期.有时为了简单起见,也可通过绘制地⾯脉动记录的频度-周期曲线来确定卓越周期.可以看到,以上两种计算⽅法均基于频谱分析理论,计算过程中对数据的处理⽅法,⽂献[6]做了如下规定:1当场地为单⼀⼟层时,三分量记录曲线的周期彼此重合或接近,场地只有⼀个卓越周期;o当场地为多层⼟且层厚较⼤、出现多个谱峰时,可将主峰(最⾼的谱峰)定为本场地的卓越周期,必要时,⼀个场地可给出两个或两个以上的卓越周期供⼯程设计部门选定;?三分量的卓越周期不相同时,应以⽔平的卓越周期为主,必要时可分别提出⽔平和竖直的卓越周期.3)根据场地分层剪切波速测试结果由相应公式计算该场地的卓越周期.⽂献[10]给出了如下计算公式:T =E n i =14h i /V s i (3)式中:T 是根据剪切波速计算的场地卓越周期,s;h i 为各分层⼟的厚度,m;V s i 为各分层⼟的剪切波速,m/s;n 为⼟层层数.⽂献[2-3]采⽤了此计算公式,并规定式(3)覆盖⼟层的计算深度⼀般应计算⾄基岩⾯,当基岩⾯较深时,可计算⾄30~50m [2](50~100m [3]).3233第6期陈鹏,等:关于场地卓越周期和特征周期的若⼲讨论对于以上3种计算⽅法,⽂献[7]对其计算结果分别定义为记录卓越周期T r、测试卓越周期T m以及波速卓越周期T v,笔者沿⽤这种定义.2.2计算⽅法的分析⽐较及其适⽤条件对于以上3种⽅法,⽂献[7]认为:T r是真实反映场地地震动的卓越周期,即T r=T;T m是接近T的卓越周期;T v是与T相⽐有⼀定误差(有时相当⼤)的卓越周期.1)T r是场地条件和震源特性、震级⼤⼩、震中距离、传播途径及⽅位等因素共同作⽤的体现,它真实地反映了场地在强震时地⾯运动情况的周期.但是,⽤T r确定场地卓越周期仍是⼀种近似,因为严格来讲,它只对测得地震动记录的场点才是精确的,即⽤T r确定场地卓越周期实质上是⼀点对附近⼀区域的预测和近似.如果某场地地层条件及地形地貌变化⽐较剧烈,则很显然,⽤T r确定的场地卓越周期就会产⽣⼤的偏差.所以此时就不宜再⽤T r预测场地卓越周期.2)根据⽂献[10]的研究,常时微动测定的场地卓越周期与地震动的特性(地震动的频谱)⼤体相同.因此,只要根据地脉动确定的卓越周期,就可确定地震时地基⼟的振动特性.⼤量理论研究和⼯程实践表明,场地常时微动的卓越周期与地震动的特性(频谱)相关,利⽤场地常时微动卓越周期(测试卓越周期T m)可以较好的预测场地卓越周期.但是,T m仅是某地场地⼟层在常时微动时场地震动特性的精确描述,它并不能反映震源特性、震级⼤⼩、震中距离、传播途径及⽅位等因素的影响,因此,T m同样是对场地卓越周期的近似,它是某⼀特定场地常时微动下的振动特性对强震下振动特性的近似.3)式(3)是⽇本学者⾦井清按多重反射理论所得近似公式.他通过对东京的本乡、青⼭(居民区)及九之内等地所得的地震图分析地震震级和地震动的卓越周期之间的关系,得到的结论:当震级⾼于某值时,对于某⼀地点来说,地震动的卓越周期⼏乎为⼀常值,即T v.由于假定地基⼟层为均匀平⾏,故有⼀定误差,其误差与剪切波速的观测精度、地基的均匀性和场地覆盖层的厚度等密切相关.此外,式(3)除是⼀个近似公式外,最⼤的问题是计算深度不统⼀,以致计算结果缺乏可⽐性.由此可见,场地卓越周期的确定需要根据场地特性的不同⽽采⽤适当的⽅法,⽽且必要时还需要采取多种⽅法进⾏综合分析.总体来说,当⼯程场地范围内有适宜的强震记录,且场地的地层结构及局部地形地貌变化不甚剧烈时,抗震设计应优先选⽤T r,其次可选⽤T m;当⼯程场地附近虽有强震记录,但该场地地层结构及局部地形地貌变化⼗分剧烈时,应考虑优先选⽤T m;由于式(3)是⼀近似公式,故应尽量避免选⽤T v,若地基⼟层基本满⾜均匀平⾏的条件,则可考虑使⽤.⼯程实践中,适宜的强震记录不易获得,⽽且地层结构及局部地形地貌的改变都会有较⼤的变化,所以⼯程应⽤中多⽤常时微动的测试分析来确定场地卓越周期.3特征周期的计算⽅法及⽐较3.1计算⽅法⽂献[11]推荐了3种计算特征周期的⽅法:1)如果认为由场址反应分析得的⼀个场地的地⾯震动的主峰波可⽤正弦函数表⽰,则它的周期为:T g=2P V max/A max(4)式中:V max为与主峰波相应的地⾯最⼤速度;A max为与主峰波相应的地⾯最⼤加速度.2)⽤加速度反应谱的最⼤值和加速度反应谱最⼤值来确定:T g=2P S v/S a(5)式中:S v为速度反应谱最⼤值;S a为加速度反应谱最⼤值.3)在我国5建筑抗震设计规范6中实际隐含着规准设计谱的最⼤值为B=2125,因此,对于给定场地的反应谱曲线,可以根据规准设计谱确定特征周期.此外,美国AT C3)06规范中对特征周期作了如下规定:T g=2P EP V(6)EP A式中:EP V为有效峰值速度,取T=[011,015]区间拟速度反应谱均值除以215;EPA为有效峰值加速度,青岛理⼯⼤学学报第30卷取T =[015,210]区间绝对加速度反应谱均值除以215.5中国地震动参数区划图6(GB 18306)2001)对EP V 和EP A 的定义作了修改,即求取时不将频段固定,⽽具体分析每条反应谱以确定相应的平台频段,在对数坐标系中同时作出绝对加速度反应谱S a 和拟速度反应谱S v ,找出绝对加速度反应谱平台段的起始周期T 0和结束周期T 1,再在拟速度反应谱上选定平台段,其起始周期应该为T 1,结束周期为T 2,则有:T g =2P EP V *EPA *(7)式中:EP V *取T =[T 0,T 1]区间拟速度反应谱均值除以215;EP A *取T =[T 1,T 2]区间绝对加速度反应谱均值除以215.3.2 计算结果及分析笔者采⽤了144条常⽤地震波,Elcentro 、Kobe 、Traft 、Beijing H otel(EW)、Beijing Hotel(NS)、Qianan (EW)、Qianan(NS)、Tianjin H ospital(EW)、Tianjin H ospital(NS)、集集地震(62条)、唐⼭地震(15条)、墨西哥地震(22条)、美国北岭地震(36条),分别⽤式(4))式(7)4种⽅法进⾏计算,共分4组,见图1.图1 特征周期计算结果⽐较通过对图1计算结果的⽐较分析,发现以下特点:1)当反应谱谱值较⼤的点对应的周期普遍较⼤时,按式(6)确定的特征周期严重失真;2)按式(7)计算时,平台段的选择需要对S a 谱和S v 谱综合分析,当地震动反应谱有多个峰值周期,或S a 与S v 的平台段由于重叠⽽难以确定时,此时式(7)便不再适⽤;3)总体来看,式(4))式(7)相对地震动真实特征周期的偏差依次减⼩,式(6)、式(7)能够较好的确定特征周期值;3435第6期陈鹏,等:关于场地卓越周期和特征周期的若⼲讨论4)特征周期取值普遍⼤于卓越周期,但也存在前者⼩于后者的情况.通过对计算数据的特点的分析,可以看到,式(6)和式(7)的计算结果总体来说相对准确,但两者产⽣⽭盾的时候仍需要直接根据反应谱或参考式(4)、式(5)及卓越周期的计算结果进⾏进⼀步分析,从⽽判断特征周期的取值.仅仅通过某⼀种特定的计算⽅法的计算结果较难确定特征周期.4结论场地卓越周期和特征周期虽然在研究途径、影响因素甚⾄取值等⽅⾯存在诸多相似之处,但是它们却有本质的区别,应予以明确地区分和认识,准确地把握两者的概念并正确使⽤.⽬前确定场地卓越周期较为常见的三种⽅法各有利弊,应当视场地条件的不同⽽采取适合的⽅法,必要时要综合分析以得到相对较为合理的结果.场地特征周期的确定包含了更多的⼈为因素,在考虑我国经济发展和⼈们对地震灾害的可接受程度的基础上,规定相应的计算⽅法,特征周期可根据多种⽅法综合确定.需要指出的是,场地卓越周期和特征周期不具有可⽐性,两者之间是否可以建⽴统计关系需要进⼀步研究.参考⽂献(References):[1]GB5001)2001,建筑抗震设计规范[S].GB5001)2001,Code for S eism ic Design of Bu ildings[S].[2]⼯程地质⼿册编写委员会.⼯程地质⼿册[K].3版.北京:中国建筑⼯业出版社,1992.E ngineering Geological M anu als Comm ittee.Engin eering Geological H andb ook[K].3rd ed.Beijing:China Architectu re&Bu ildingPress,1992.[3]岩⼟⼯程⼿册编写委员会.岩⼟⼯程⼿册[K].北京:中国建筑⼯业出版社,1994.Geotechn ical E ngineering M anuals Committee.Geotech nical Engin eering H andb ook[K].Beijing:China Arch itecture&Bu ilding Press,1994.[4]J GJ/T97)95,⼯程抗震术语标准[S].J GJ/T97)95,Term S tandard in E arthquake E ngineering[S].[5]GB/T50269)97,地基动⼒特性测试规范[S].GB/T50269)97,Code for M easurement M eth od of Dynam ic Pr operties of S ubsoil[S].[6]CE CS74:95,场地微振动测量技术规程[S].CE CS74:95,T echnical Specification for S urveyin g of S ite M ocro-Seis ms[S].[7]⾼⼴运,刘奋勇.场地卓越周期的讨论与测定[J].⼯程勘察,2000(5):29-31.GAO Guang-yun,LIU Fen-yong.Discus sion and Determ ination on S ite Predominant Period[J].Geotechn ical In vestigation&Su rvey-ing,2000(5):29-31.[8]陈贡联.基于性能⽬标的反应谱研究[D].青岛:青岛理⼯⼤学,2006.CH EN Gong-lian.S tu dy on Performance T arg et Based Res pon se Sp ectrum[D].Qingdao:Qingdao T echn ological U niver sity,2006. [9]J GJ72)90,⾼层建筑岩⼟⼯程勘察规程[S].J GJ72)90,S pecification for Geotech nical In vestigation of T all Bu ildings[S].[10]⾦井清.⼯程地震学[M].常宝琦,张虎男,译.北京:地震出版社,1987.Kiyos hi kanai.Engin eering S eis mology[M].T rans lator:CH ANG Bao-qi,ZH ANG H u-nan.Beijing:Earthquake Press,1987.[11]龚思礼.建筑抗震设计⼿册[K].2版.北京:中国建筑⼯业出版社,2003.GONG S-i li.S eism ic Design for Buildings H andbook[K].2nd ed.Beijing:Ch ina Architectur e&Bu ilding Press,2003.[12]GB18306)2001,中国地震动参数区划图[S].GB18306)2001,Seismic Ground M otion Param eter Zonation M ap of China[S].[13]刘⽂锋,付兴潘,于振兴,等.反应谱特征周期的统计分析[J].青岛理⼯⼤学学报.2009,30(5):1-7.LIU W en-feng,FU Xing-pan,YU Zh en-xing,et al.Empirical Statis tical Analysis of Characteris tic Period of Acceleration Respons e S pectru m[J].Journ al of Qingdao Technological University,2009,30(5):1-7.[14]蒋维强,欧阳⽴胜.场地卓越周期与设计特征周期的关系研究[J].⼯程抗震,2004(2):46-49.J IANG We-i qiang,OUYANG L-i sh eng.An Investigation on th e Application of Site Dominant Period in E arthquake Fortification[J].E arthquake Res istan t Engin eering,2004(2):46-49.(英⽂校审⾼嵩)。
场地卓越周期的测定及其在建筑抗震设计中的应用
的随机振动。 地基土的固有周期一般为 Ｏ ０ ． ， ． ｓ Ｏ 其中周期为 Ｏ１ 一１ ｓ １ ４ ｓ ． ｓ ． 的地基土是工程 ０
勘 察 和建 筑抗 震设 计研 究 的重 点 。
研究表明… ，地微振测定的场地卓越周期与地震动的特性 （ 地震动的频谱 ） 大体相同 ， 如图 ｌ 所示 。因此 ，只要根据地微振测定的卓越周期 ，就可确定地震时地基土的振动特性 。
泥 ；④粉土 ；⑤圆砾 。
波 速测 试结 果 表 明 ，该 场 地属 中软场 地 土类 型 ，地 微振 测定 的时域 速度 曲线 、频 域 功
率谱 曲线见图 ３ ，其卓越周期为 ０ ７ｓ ． ４。因此 ， ４ 在进行建筑抗震设计时 ， 拟建建筑物的 自 振
周期 应避 免 与场地卓 越 周期一 致 或接 近 ，以免产 生共 振 ，导 致建筑 物 的严 重破 坏 。
微振 。
场地微振是 由包括 自 然震源和人工震源的共 同影响下场地土的振动反应 ，是一种平稳
作 者简介 ：郑柱 坚 （ ９ １ １６ 一）男，广西容县人 ，１８ ９２年毕业 于桂林 冶金 地质学院地球物 理勘探 专业 ，高级
工程 师，主要从 事工程 质量检测工作 。
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３ ６ａ，相对标准差为 ０ ，相应的加速度为 １２ａ。因此 ，该地震波的振动幅值分布以 ２ｇｌ ．１ ３４ ０ ｇｌ
小 于 １２ａ 为主 ，约 占 ７ ．％ ，大振 幅 的波分 布很 少 。 ０ｇｌ ５６
２ ６ ４． ｊ
（ ｔ ）
４０ ０
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笔 者在 文献 ［］ｕ ３ｑ介绍 了实 测 剪切 波 速 与场 地卓 越 周期 的关 系 ，并 通 过实 测卓 越 周期 与 由剪 切波 速 计算 的卓越 周期 的工 程对 比 ，说 明场 地卓 越 周期 实 际 上定 性反 映 了场 地覆 盖层
岩土工程勘察中卓越周期的定义及应用
是地震波通 过场地时的反应 ，它是震源 、传播途径和工程场地 们不仅要获得原始地震记录 ，还应知晓地震 台站或测点在该场
的相互 作用 ，用来 分析 结构 在地 震作 用 中的 响应 。
地的空间分布情况 ，地质条件复杂地区不宜用 Ｔｒ确定场地卓越
《工程地质手册》描述为 ：地震波在土层中传播 时，经过不同 周期 。
运 动 的重要 特 征 量 ，它 与 覆盖 土 层 的厚 度 、构成 、物 理力 学 性质 ｃ．上 式 （１）中波速 卓 越 周期 Ｔｖ的计 算 是 日本 学 者金 井 清 按
以及场 地 的背景 振动 等有 密切 关 系 。
多重 反 射理 论 获得 的 。他 通过 在 日本 多 地进 行调 查 ，研究 各 地
中图分类号 ：Ｐ６３１．４
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：２０９６－－４３９０（２０１８１２９－４３０１１－－０２
１ 概 述
行 Ｆｏｕｒ ｉｅｒ变换 ，得到卓越周期 ，有时为了简便 ，也通过绘制地脉
地震 造 成 的破坏 是地 震力 通 过场地 土 实现 的 ，因此确 定 场 动记录的震动一周期 曲线来确定卓越周期。称为测试卓越周期
同一场地的卓越周期并不总是一定 的，而且当地基是双层或多 Ｎ：覆盖土 层 的层 数
层 时 ，卓 越周 期不 唯一 。金 井清 所著 《工 程地 震学 》指 出 ，卓 越 周 ３．２方法 比较
期 还 随震 中距 、震 级等 因素 而变 化 。
前两种计算方法均基于 Ｆｏｕｒ ｉｅｒ频谱分析理论 ，而频谱分析
由上 可知 ，卓越 周期 是 地震 波在场 地 地层 中传 播 产 生 的 ，它 地 震震 级 与 卓 越周 期 之 间 的关 系 ，得 出 ：当震级 在 某 一 数 值 之
关于结构设计中各种周期的解惑
关于结构设计中各种周期的解惑结构设计中碰到最多的周期大致有四个：场地（地震动）卓越周期、设计特征周期、结构自振周期、结构基本周期，四个周期或多或少存在一定的联系，首先了解一下各周期的含义。
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、震中距越大，值越大。
结构自振周期是结构的动力特性之一，按某一振型完成一次自由振动所需的时间，仅与结构的质量m、刚度k有关，可通过特征值分析求解。
结构基本周期是结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
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），如下图。
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。
场地卓越周期
1.卓越周期的定义地震发生时，由震源发出的地震波传至地表岩土体，迫使其振动，由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明显而突出，使地震记录图上的这种波记录得多而好。
这种周期即为该岩土体的特征周期，也叫做卓越周期。
由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使长周期的波尤为卓越。
卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。
巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。
2. 几种周期及相关概念自振周期T：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间，是结构本身的动力特性，与结构的高度H、宽度B有关。
基本周期T1:是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
基本振型：单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型：任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。
而对建筑结构而言，有时又称为主振型，一般是指每个主轴方向以平动为主的第一振型。
高阶振型：相对于低阶振型而言。
一般来说，低阶振型对结构振动的影响要大于高阶振型的影响。
对一般较规则的建筑物，选择的振型个数可以取其地震作用计算时的质点数（大多数情况下为楼层数），若质点数较多时，根据计算结果可以只取前几个振型（即低阶振型）进行叠加。
特征周期Tg：即建筑场地自身的周期，是建筑物场地的地震动参数，在地震影响系数曲线中，水平段与下降段交点的横坐标，反映了地震震级，震源机制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影响，同时也反映了场地的特性；如软弱土层的厚度，类型等场地类别等。
在抗震设计规范中，设计特征周期Tg与场地类别有关：场地类别越高（场地越软），Tg越大；地震震级越大、震中距离越远，Tg越大。
场地卓越周期
场地卓越周期文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]场地卓越周期,结构自振周期,基本振型,高阶振型基本概念自振周期T：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间，是结构固有的特性。
基本周期T1：结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
通常需要考虑两个主轴方向的和扭转方向的基本周期。
设计特征周期Tg：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降阶段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。
场地卓越周期Ts ：根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切波速Vs计算的周期，表示场地土最主要的振动特征。
场地卓越周期只反映场地的固有特征，不等同于设计特征周期。
场地脉动周期Tm：应用微震仪对场地的脉动、又称为”常时微动”进行观测所得到的振动周期。
场地脉动周期反映了微震动情况下场地的动力特征，与强地震作用下场地的动力特性既有关系又有区别。
场地卓越周期：地震波在某场地土中传播时，由于不同性质界面多次反射的结果，某一周期的地震波强度得到增强，而其余周期的地震波则被削弱。
这一被加强的地震波的周期称为该场地土的卓越周期。
结构自振周期：自振周期是结构的动力特性之一。
单质点体系在谐波的作用下，都会按一定形状作同频率同相位的简谐运动，其相应的周期就称为自振周期。
当建筑物的自振周期与场地土卓越周期接近时，其地震反应就大，反之则小。
设计特征周期Tg：抗震设计用的地震影响系数曲线中，反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值，应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定。
当结构的自振周期超过设计特征周期时，地震作用就会随其自振周期的增大而减小。
当结构的自振周期小于0.1s时，地震作用会随其自振周期的增大而急剧增大。
实际的建筑结构的自振周期大都会大于设计特征周期，但一般不大于6.0s。
基本振型：单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型。
任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。
高层建筑结构设计思考题答案-(2)
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
结构抗震设计原理》复习思考题答案
1.1地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？答：构造地震、火山地震、陷落地震、爆炸地震、诱发地震。
浅源地震、中源地震、深源地震。
1.2什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么，对地面和建筑物的影响如何?答：地震引起的振动以弹性波的形式从震源向各个方向传播并释放能量（波动能），这就是地震波。
它包括体波和面波。
特点：体波中，纵波周期短，振幅小，速度快，产生颠簸，可以在固体液体中传播。
横波周期长，振幅大，只能在固体中传播，产生摇晃。
面波振幅大，周期长，只能在地表附近传播，能量大，破坏大，产生颠簸摇晃。
故面波的危害最大。
1.3什么是震级？什么是烈度、基本烈度和抗震设防烈度？三种烈度如何确定？答：震级是表征一次地震大小或强弱的等级，是地震释放能量多少的尺度。
烈度：表示某一地点地面震动的强烈程度或者说地震影响的强弱程度。
确定方法：当设计基准期为五十年时，50年内众值烈度的超越概率为63.2%，这就是第一水准的烈度。
基本烈度：在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。
确定方法：一般情况下，取50年内超越概率10% 的地震烈度，为第二水准烈度。
抗震设防烈度：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
确定方法：一般情况下，取50年内超越概率10% 的地震烈度。
确定方法：它所产生的烈度在50年内的超越概率为2%，作为第三水准烈度。
基本烈度与众值烈度相差1.55度，基本烈度与罕遇烈度相差1度。
1.4简述众值烈度、基本烈度和罕遇烈度的划分及其关系。
答：当设计基准期为五十年时，50年内众值烈度的超越概率为63.2%，这就是第一水准的烈度。
一般情况下，取50年内超越概率10% 的地震烈度，为第二水准烈度。
烈度在50年内的超越概率为2%，作为第三水准烈度。
基本烈度与众值烈度相差1.55度，基本烈度与罕遇烈度相差1度。
1.5何谓“抗震概念设计”？“抗震概念设计”包括哪些方面的内容?答：定义：抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部的过程。
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文章编号 100426410(2005)0320047204场地卓越周期的讨论与场地建筑的共振现象刘俊杰1,王家全2(11柳州市宏基工程建设监理有限责任公司,广西柳州 545001;21广西大学土木工程学院,广西南宁 530004)摘 要:阐述了场地卓越周期测定方法和理论计算方法,并论述了卓越周期在抗震工程中的作用,结合工程实例,分析了场地卓越周期与场地建筑物共振现象的内在联系。
关 键 词:场地;卓越周期;共振中图分类号:TU 4 文献标识码:A收稿日期:2005206212基金资助:广西自然科学基金资助项目、批准号:桂科自0447001,200422007资助。
作者简介:刘俊杰(19712),男,广西柳州人,柳州市宏基工程建设监理有限公司助理工程师。
表1 根据卓越周期划分场地类别场地卓越周期(Tg s )场地类别<011 011～014 014～018 >0180 引言 场地卓越周期是当地震波在土层中传播时,经过不同性质的界面多次反射,将出现很多不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地表土层固有周期相近时,由于共振作用,这一周期的地震波振幅即得到放大。
此周期称为场地的卓越周期[1,5]。
换言之,由于共振效应,地表土层对不同周期的地震波具有选择放大作用,即对那种接近地表土层固有周期的地震波的能量和振幅都得到放大,而使得地震记录上的这一周期的波显得非常“卓越”,此称卓越周期。
其值一般为0105s ～2s 左右。
地震灾害调查结果表明:如果场地卓越周期与建筑物自振周期接近或一致,在发生地震时,地基土与构筑物将产生共振作用,使振动幅值变大,导致建筑物的严重损坏。
我国正处于地震活动最频繁的时期,如果发生地震,将给国家和人民财产带来巨大损失,因此,建筑抗震设计是地震区必须考虑的问题。
为了准确估计和防止此类灾害的发生,在进行建筑物抗震结构设计时应尽量使拟建建筑物的自振周期避开场地的卓越周期。
同时应用卓越周期也可进行场地类别的划分。
表1为《地震区工程选址手册》中规定在做抗震设计时,可应用卓越周期判别场地类别[2]。
1 场地卓越周期 卓越周期的计算方法一般有:111 通过频谱分析确定地震动卓越周期 通常采用功谱率分析法。
设时间域函数为X (t ),则将它变换到频率域的傅立叶积分为:X (Ξ)=12Π∫T 2-T 2X (t )e -i Ξt d t 式中,Ξ为角频率,Ξ=2Πf ,f 为频率。
具体做法是:将记录时间分成若干段,对各个时间段分别进行傅氏积分。
功率谱P (Ξ)用X (Ξ)和它的公轭复数X (Ξ3)表示,则P (Ξ)=X (Ξ)・X (Ξ3),平均功率谱用各个时间段波形的功率谱P n (Ξ)算术平均值表示,即:P θ(Ξ)=∑N n =1P n (Ξ)N第16卷 第3期 广西工学院学报 V o l 116 N o 132005年9月 JOU RNAL O F GUAN GX IUN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY Sep t 12005图1 地微振与地震动的频率-周期曲线之比较 式中,N 为所取时间段的个数。
在谱线上选出峰值点,读取所对应的频率f ,这个值就是所求的卓越频率,并以此算出相应的卓越周期。
同时记下卓越频率所对应的功率谱值。
112 常时微动法(直接测定法) 很多强震观测与常时微动观测所得频谱特性证明:地震的卓越周期与常时微动的卓越周期有很好的对应关系。
在地微动研究方面,很多学者作出了贡献。
场地微振是由包括自然震源和人工震源的共同影响下场地土的振动反应,是一种平稳的随机振动。
地基土的固有周期一般为0110s ～410s ,其中周期为011s ～110s 的地基土是工程勘察和建筑抗震设计研究的重点。
研究表明,地微振测定的场地卓越周期与地震动的特性(地震动的频谱)大体相同,如图1所示[3]。
因此,只要根据地微振测定的卓越周期,就可确定地震时地基土的振动特性。
测量装置为高灵敏度的地震仪器系统,其中包括检波器和带有放大器、滤波器、记录器以及波形显示器的地震仪(数据采集主机)等[4]。
地微振测定宜选在夜深人静的晚上进行,记录时间应连续观测四分钟以上,以保证采集到的微振信号是平稳的随机信号。
通过测量系统对地面常时微动的观测或数据采集后,所取得的地震数据记录,可进行频率域、幅值域分析。
对实测信号进行室内傅里叶分析,确定场地卓越周期;对实测信号进行概率密度谱分析,得到幅值分布规律。
有时为了简单起见,也可通过微动记录的周期——频度曲线来确定场地卓越周期。
113 场地分层剪切波速法(近似法) 该方法又可分为:(1)加权平均波速法;(2)子层周期求和法;(3)瑞利波法;(4)传递函数法;(5)机械阻抗法;(6)动剪应变修正法等,这些方法在参数选取方面都少不了V s (剪切波速),因此统称为波速法。
由此可见,推定场地卓越周期的方法很多,但由于使用繁琐或应用范围的限制,使得实际工程设计中大多采用简化的计算方法,如加权平均波速法和子层周期求和法[5]。
有关资料的统计计算结果表明:加权平均波速法推算的场地卓越周期一般比真值小20%左右,而子层周期求和法推算的结果则偏大,约比真值大20%左右。
尽管这两种简单易行的推定方法的计算结果都与场地卓越周期真值存在一定的误差,但研究发现,当建筑场地地层不存在软弱夹层时,对于工业与民用建筑来说,其推算结果的精度已经足够了。
这也是我国应用此法计算场地卓越周期较广的原因之一。
一般,加权平均波速法的计算公式为: T G 1=4H V s(1) 子层周期求和法的计算公式为: T G 2=∑n i =14h i V si (2) 式中 T G 1、T G 2——场地卓越周期s ;V si —第i 层土的剪切波速m s ;h i —第i 层的土层厚度m ;n —为土层数;H =∑n i =1h i ;V s =1H ∑n i =1V si h i . 那么深度H 应选取多少,一般规定应计算到基岩面。
当基岩面埋藏很深时(如天津沿海地区),应如何考虑,有关资料曾做规定,如《工程地质手册》(第三版)规定为30～50m 即可,而《岩土工程手册》则规定为50～100m [6,7]。
经研究认为计算深度应为场地覆盖层总厚度,即达V si >500m s 坚硬岩土层顶面。
虽然卓越周期主要受场地浅部岩土的影响,但计算深度的不同(相差数10m 甚至更大)所引起的误差是不容忽视的。
综上所述,确定场地卓越周期T 的方法及分类为:第一,当场地内有强震记录时,通过频谱分析确定地震动卓越周期,这里称之为记录卓越周期,以T r 表示。
第二,由常时微动测试分析确定,称为测试卓越周期,以T m 表示。
第三,根据场地分层剪切波速测试计算,称为波速卓越周期,以T V 表示。
一般认为:T r 是真实反应地震动的卓越周期,即工程抗震所需的场地卓越周期真值;T m 是接近场地固有周期的卓越周期;T V 是与场地固有周期相比有一定误差(有时相当大)的卓越周期。
因此,当工程场地范围84广西工学院学报 第16卷 表2 酒店楼房自振频率和扰动频率(H z )方向一阶自振频率扰动频率阻尼比(%)纵向117111673124横向114011372187内有适宜的强震记录时,抗震设计应首先选用T r ,其次可选用T m ,尽量避免选用T v (除非地基土层基本满足均匀平行的条件)。
由于适宜的强震记录不易获得,且因地层结构及局部地形地貌的改变有较大的变化,所以工程应用中多由常时微动测试分析确定卓越周期。
2 实例分析[8] 任何工程建筑物都建设在特定的场地和基础上,地形地貌、地质构造、活动断裂、岩土类型及物理性质、水文地质条件等建筑场地条件的好坏不仅关系到建筑物的安全,也关系到建筑物遭受地震破坏的程度。
地震区常发现同一小区域结构类型、建筑质量和抗震能力基本相同的建筑物,由于场地条件不同所受到的震害往往有较大的差异。
某酒店地处沿海经济开发区城镇中心区。
酒店建筑为现浇钢筋混凝土十六层框架一剪力墙结构,总建筑面积约16000m 2,建筑物总高51127m ,基础形式为桩基。
该酒店于2001年初开始投入使用,从2002年8月初开始,居住在酒店的客人和酒店工作人员反映建筑物晃动,晃动昼夜存在,以夜间纵向晃动感觉明显,可明显看到桌面、地面及窗台上摆放的物体摆动,尤其是顶层会议室的几盏吊灯呈旋转状摆动,摆动幅度约2c m 。
酒店被迫于8月下旬全面停业,造成很大的经济损失和社会影响。
对大楼的自振频率进行了观测,结果见表2。
为了查找和确认引起酒店楼层振动的振源,在距酒店建筑物基础约50m 的空旷场地和酒店不同楼层同时放置了微震观测设备,实测建筑物场地和楼层的振动。
其中一家与酒店建筑物的直线距离约800m 扰力方向与酒店纵向相同(以下简称A 石材厂),当其锯切机停止工作后,酒店楼房纵向同时停止晃动。
在石材厂锯切机混凝土基础外缘10c m 处,沿锯切机运动方向测试表明,地面加速度波近似为规则波,频谱分析峰值单一,频率为1167H z ,与酒店建筑物场地及楼层频率完全一致,加速度幅值为1115gal ,振动量级为8112db 。
酒店大楼有振动感的主要原因是,石材厂作水平直线运动的石材锯切机在加工过程中产生的扰力经锯切机混凝土基础传到基础的周边土层,经土层传播一定距离后再传到酒店主楼结构基础,由于扰力频率为1167H z ,与酒店结构纵向一阶自振频率1171H z 十分靠近,扰力的周期与酒店建筑物场地及楼层卓越周期基本相同,建筑物很容易与地基土体产生共振,且振幅迅速增大,从而造成酒店大楼建筑物有感晃动。
由此可见,地基土体和建筑物的动力特性是建筑物发生共振破坏的决定因素。
场地卓越周期的改变,将直接影响到地基与建筑物的共振情况,从而决定地震灾害剧烈程度的不同。
3 结语 (1)当震源机制、震级大小、震中距远近等相同时,场地固有周期T 0应为一确定值。
场地卓越周期T 和特征周期T g 都是对T 0的预测。
(2)按确定卓越周期T 的方法可将其分为记录卓越周期T r 、测试卓越周期T m 和波速卓越周期T v .T r 是真实反应场地地震动的卓越周期,T m 是接近T 0的卓越周期,T v 是与T 0相比有一定误差(有时相当大)的卓越周期。
通常应由常时微动测试分析确定卓越周期 (3)应用剪切波速评价地基土特性(如粉土液化、动力参数等)的同时,对场地土的卓越周期进行估算(建议使用加权平均波速法和子层周期求和法的平均值),为工程建设场地的类别划分,防止此类震害的发生等,提供可靠的设计依据。
(4)确定场地土“卓越周期”的剪切波速测试深度,主要与基础影响深度及岩土的工程地质条件有关,为使建筑物的自振周期避开场地的固有周期,应依据实际情况确定测试深度,为工程设计施工提供必要的参数,达到多快好省地进行工程建设。