场地卓越周期和特征周期
结构自振周期是结构自由振动的周期【最新】
predominant period 地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，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。
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。
卓越周期分级卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级：一级——稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。
二级——一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。
三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。
四级——为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.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。
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。
关于场地卓越周期和特征周期的若干讨论_陈鹏
第30卷第6期V ol .30N o .62009青岛理工大学学报Journal of Qingdao Technological 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 Civil Engineering ,Qing dao T echno lo gical U niver sity ,Qing dao 266033,China )Abstract :Site predominant pe riod and desig n characteristic period are the mo st two impor -tant param eters in reflecting the dy namic prope rty of the site .Bo th are based on spectrum a -naly sis theory .This pape r introduces the concept and the sig nificance of site predominant pe -riod and design cha racteristic period and analy ses the main differences between the tw o pa -rameters o n the m ethod o f calculation and the numerical value in engineering design .Be -sides ,three com mon methods w hich are usually used in the determination of site predomi -nant period and design characteristic period are proposed ,and the adv antages and disadvanta -ges of each method are analyzed .144g round reco rds a re employed to analy ze characteristicand diffe rence o f calculatio n methods of desig n characteristic period .T he results offer refer -ences in the determinatio n of site predominant period .Key words :predominant period ;characteristic period ;delimitatio n ;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@ .＊通讯作者(Corres ponding author ):刘文锋,男,博士,教授.E -m ail :lw f6688@sohu .com .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”;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”.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”,可见,其中对“卓越周期”和“特征周期”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”.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”.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”.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,《建筑抗震设计规范》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”.《工程抗震术语标准》[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”,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《建筑抗震设计规范》中的设计特征周期是一致的.《建筑抗震设计规范》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ⅠⅡⅢⅣ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《建筑抗震设计规范》,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.《建筑抗震设计规范》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 Ⅰ稳定岩石0.1～0.2Ⅱ～Ⅲ一般土层0.15～0.4Ⅳ松软土层0.3～0.7T g =T (1+k I 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;②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;③三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 =∑ni =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=2πV 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=2πS 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《建筑抗震设计规范》中实际隐含着规准设计谱的最大值为β=2.25,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A TC3—06规范中对特征周期作了如下规定:(6)T g=2πEP VEP A式中:EP V为有效峰值速度,取T=[0.1,0.5]区间拟速度反应谱均值除以2.5;EP A为有效峰值加速度,青岛理工大学学报第30卷取T =[0.5,2.0]区间绝对加速度反应谱均值除以2.5.《中国地震动参数区划图》(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 =2πEP V ＊EP A ＊(7)式中:EP V ＊取T =[T 0,T 1]区间拟速度反应谱均值除以2.5;EP A ＊取T =[T 1,T 2]区间绝对加速度反应谱均值除以2.5.3.2 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 Ho tel (NS )、Qianan (EW )、Qianan (NS )、Tianjin Hospital (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 Seismic Design of Buildings[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 Committee.Engineering Geological H andb ook[K].3rd ed.Beij ing:China A rchitectu re&BuildingPress,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.Geotechnical Engineering M anuals C ommittee.Geotech nical Engin eering H andb ook[K].Beijing:China Architectu re&Building Press,1994.[4] JG J/T97—95,工程抗震术语标准[S].JG J/T97—95,Term S tandard in Earthquake E ngineering[S].[5] GB/T50269—97,地基动力特性测试规范[S].GB/T50269—97,Code for M easuremen t M eth od of Dynamic Properties of S ubsoil[S].[6] C EC S74:95,场地微振动测量技术规程[S].C EC S74:95,Technical Specification for S urveying of Site M ocro-S eisms[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 Site Predominant Period[J].Geotechnical Investigation&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.C HEN Gong-lian.S tu dy on Performance Target Based Res ponse Spectrum[D].Qingdao:Qingdao Tech nological University,2006.[9] JG J72—90,高层建筑岩土工程勘察规程[S].JG J72—90,S pecification for Geotech nical In vestigation of Tall Buildings[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 ran slator:CH ANG Bao-qi,ZH ANG H u-nan.Beijing:Earthquake Press,1987. 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振型分解反应谱法题库
振型分解反应谱法振型分解反应谱法是用来计算多自由度体系地震作用的一种方法。
该法是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理，求解各阶振型对应的等效地震作用，然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合，从而得到多自由度体系的地震作用效应。
振型分解反应谱法一般可考虑为计算两种类型的地震作用：不考虑扭转影响的水平地震作用和考虑平扭藕联效应的地震作用。
适用条件（1）高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法计算。
（此为底部剪力法的适用范围）（2）除上述结构以外的建筑结构，宜采用“振型分解反应谱法”。
（3）特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析法进行补充计算。
刚重比刚重比是指结构的侧向刚度和重力荷载设计值之比，是影响重力二阶效应的主要参数刚重比=Di*Hi/GiDi-第i楼层的弹性等效刚度，可取该层剪力与层间位移的比值Hi-第i楼层层高Gi-第i楼层重力荷载设计值刚重比与结构的侧移刚度成正比关系；周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化，从而影响到刚重比。
因此调整周期比时应注意，当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时，应采用加强刚度的方法；当某主轴方向刚重比大于规范限值较多时，可采用削弱刚度的方法。
同样，对刚重比的调整也可能影响周期比。
特别是当结构的周期比接近规范限值时，应采用加强结构外围刚度的方法规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。
见高规5.4.1和5.4.2及相应的条文说明。
刚重比不满足规范上限要求，说明重力二阶效应的影响较大，应该予以考虑。
规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大，避免结构的失稳倒塌。
见高规5.4.4及相应的条文说明。
刚重比不满足规范下限要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小。
但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
卓越周期与特征周期
结构自振周期是结构自由振动的周期；结构基本周期是结构自振周期中最长（数值最大）的那个；场地卓越周期是场地自振周期中最容易被（地震）激励起的周期；场地特征周期（设计特征周期）是设计地震反应谱曲线上平台段结束（最右端）的同期值.产生了疑问:场地卓越周期和场地特征周期有关系吗?知道一个不相干的，地震动的卓越周期：再振幅谱幅值最大的频率分量所对应的周期，在地震波通过覆盖土层传向地表的过程中，由于土层的过滤性与选择放大作用，地表地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地的固有周期。
各条地震波的特征周期很难确定，规范反应谱上的特征周期是根据若干条平均后再进行削平处理而得到的拐点。
对地震波进行傅立叶变换，得到其傅立叶谱，观察其地震波峰值对应的周期，此周期便是地震波的特征周期。
可以在ansys，sap等程序中轻松实现。
傅立叶谱幅值最大点对应的周期为地震动的卓越周期，不是特征周期！特征周期是抗震规范中用到的概念，目的是确定规范谱的形状。
它描述了结构所处的地震环境。
实际上，规范谱不应看作真实的地震反应谱，这一点在其他帖子中已有论述。
我个人的观点，规范是结构抗震理论应用方法的体现，如果研究抗震理论，似乎不应以抗震规范为准绳。
因为规范是为使用者提供的标准，它必须为了工程的安全性和经济性做出一些折中，并不是完全意义上的理论或技术方法。
1、卓越周期是老早以前的提法，原意指的是引起建筑场地振动最显著的某条或某类地震波的一个谐波分量的周期，该周期与场地覆土厚度及土的剪切波速有关。
对同一个场地而言，不同类型的地震波会得出不同的卓越周期，因此概念上存在矛盾。
现在地震工程界已彻底摒弃这种提法；2、场地与场地土是两个完全不同的概念，你所说的应是场地；3、现在确定地震影响系数用的是场地特征周期。
即首先根据场地覆土厚度及土的剪切波速确定建筑物的场地类别，并据此查表得场地特征周期，最后有设计地震分组和场地特征周期确定抗震设计所用的地震影响系数。
[笔记]结构自振周期是结构自由振动的周期
![[笔记]结构自振周期是结构自由振动的周期](https://img.taocdn.com/s3/m/c68620d7804d2b160a4ec032.png)
[笔记]结构自振周期是结构自由振动的周期predominant period 地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，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。
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。
卓越周期分级卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级:一级——稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。
二级——一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。
三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。
四级——为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.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,自振周期
自振周期与特征周期默认分类2010-01-24 20:59:28 阅读583 评论1 字号：大中小订阅自振周期:是结构本身的动力特性。
与结构的高度H,宽度B有关。
当自振周期与地震作用的周期接近时,共振发生,对建筑造成很大影响，加大震害。
特征周期：是建筑场地自身的周期，抗震规范中是通过地震分组和地震烈度查表确定的。
结构的自振周期顾名思义是反映结构的动力特性，与结构的质量及刚度有关，具体对单自由度就只有一个周期，而对于多自由度就有同模型中采用的自由度相同的周期个数，周期最大的为基本周期，设计用的主要参考数据！而特征周期是，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，所以我认为特征周期同时反映了地震动及场地的特性！它在确定地震影响曲线时用到！1.特征周期：是建筑物场地的地震动参数——由场地的地质条件决定；2.自振周期有结构子身的结构特点决定——用结构力学方法求解；（主要指第一振型的主振周期）3.结构的自振周期主要是避免与场地的卓越周期重合产生共振；4.卓越周期与特征周期有关；卓越周期由场地的覆盖土层厚度和土层剪切波速计算求解（见工程地质手册）。
设计特征周期:抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震等级,震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值.-----根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定.详见抗震规范.自振周期:是结构本身的动力特性.与结构的H,B有关.当自振周期与地震作用的1/f接近时,共振发生,对建筑造成很大影响.另外：目前就场地的有关周期，经常出现场地脉动(卓越)周期，地震动卓越周期和反应谱特征周期等名词。
就以上3个周期概念来说，其确切的含义是清楚的，场地脉动周期是在微小震动下场地出现的周期，也可以说是微震时的卓越周期；地震动卓越周期是在受到地震作用下场地出现的周期，一般情况下它大于脉动周期(一般1.2～2.0)。
王亚勇 建筑抗震设计规范疑问解答
乙类建筑：一个区段的建筑面积25000平米 或营业面积10000平米以上的商业建筑， 人流可达7500人以上（按每位顾客占用 营业面积1.35平米计算）。
17
按单元划分抗震设防类别（一）
“建筑各单元的重要性有显著不同时，可 根据局部的单元段划分抗震设防类别”
设置抗震缝将结构分为若干单元，各单 元有单独的疏散出入口，各单元独立承担 地震作用，彼此之间没有相互作用，人流 疏散也较容易。
28
（1）倒塌示意
（2）结构体系简图
29
（3）结构平面图
30
（二）台湾集集地震十二层RC高层建筑震害
31
（1）倒塌示意
（2）结构平面图
32
如何判定结构扭转不规则及不规则程度？
刚性楼板假定，小震作用，楼层最大弹性 水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性 水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2 时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判 断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断 为严重不规则。此时，计算的弹性水平位移 （或层间位移）为代数值，当位移值小于规范 限值的50 % 时，判断严重扭转不规则的比值可 以适当放松。最大值和平均值的计算，均取楼 层中同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼 板中悬挑的端部。
50
2名词解释
建筑结构抗震试题库2 名词解释(每题3分1、震源：地球内部断层错动并辐射出地震波的部位。
震源不是一个点，是有一定的深度和范围）;2 震中：震源在地面上的投影点。
震中周围的地区称为震中区（极震区）。
3 等震线：把地面上破坏程度相近的点连成的曲线。
4地震系数：表示地震时地面运动最大加速度与重力加速度的比值。
5 地震动力系数：地震时体系最大加速度反应与地面最大加速度之比。
6抗震设防标准：衡量抗震设防要求高低的尺度，由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定。
7 覆盖土层厚度：地下基岩岩面或剪切波速>500 m／s的土层到地表面的距离8地震反应谱：单自由度体系的地震最大绝对加速度反应Sa与其自振周期T的关系，记为Sa(T)为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝对加速度、速度和位移与其自振周期T的关系定义为地震反应谱。
结构抗震设计反应谱：是在某地区某类场地上，经过对历史记录的地震动与其反应谱关联性研究，拟合后得出的用于结构抗震设计的反应谱。
9 地震震级：反应一次地震释放能量多少的度量。
一次地震只有一个震级，震级用M表示，国际通用的是里氏震级。
10地震烈度：某一地点地面受地震影响的震动强烈程度，由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。
主要由地面震动的速度和加速度确定。
11 地震区划：是指根据历史地震、地震地质构造和地震观测资料，在地图上按基本烈度划分为不同的区,做为抗震设计的依据。
12 抗震设计特征周期：抗震设计时采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，简称特征周期。
结构的自振周期：结构在无外加强迫输入时的自由振动周期，是结构固有的特性；结构基本周期：结构自振周期中最长（数值最大）的那个周期，对结构的振动效应最显著；地震时场地的卓越周期：地震时，场地土自振周期中对某地震波最敏感的周期，是最容易被地震波激发的周期；（卓越周期：随机震动过程中出现概率最多的周期。
几种周期的区分
结构基本周期、结构自振周期与设计特征周期、场地卓越周期之间的区别和联系。
结构基本周期:是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
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，仅与结构的质量m、刚度系数k有关。
设计特征周期:是在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；场地卓越周期:是根据覆盖层厚度H和土层剪切波速VS按公式T0=4H/VS计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。
卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级：一级——稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。
二级——一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。
三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。
四级——为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.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。
Tg越大，地震影响系数α的平台越宽，对于高层建筑或大跨度结构，基本周期较大，计算的地震作用越大。
剪切波速是指震动横波在土内的传播速度，单位是m/s。
可通过人为激震的方法产生震动波，在相隔一定距离处记录振动信号到达时间，以确定横波在土内的传播速度。
测试方法一般有单孔法、跨孔法等。
剪切波速是抗震区确定场地土类别的主要依据。
地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，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。
工程地质课后思考题汇总与答案
第一章绪论1.1 工程地质学的研究内容和任务是什么？研究内容：（1）岩土工程性质的研究（2）工程动力地质作用的研究（3）工程地质勘察理论和技术方法的研究（4）区域工程地质研究研究任务：1、查明和分析评价建筑场地的工程地质条件2、论证和预测发生工程地质问题的可能性，提出防范措施3、提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。
4、研究岩体、土体分类和分区及区域性特点5、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
1.2 说明人类工程活动与地质环境的关系？人类的工程活动和自然地质作用会改变地质环境，影响工程地质的变化。
1.3 什么是工程地质条件和工程地质问题？工程地质条件：工程地质条件是与工程建筑有关的地质条件的总称。
它包括工程建设物所在地区的地质环境要素：地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料等六个方面的因素。
工程地质问题：工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。
常见几类：地基稳定性问题——变形、强度；斜坡稳定性问题——地质灾害；洞室围岩稳定性问题——地质体受力和变形；区域稳定性问题——地震、震陷、液化、活断层。
1.4 说明工程地质学在土木工程建设中的作用？工程地质工作在土木工程建设中是很重要的，是设计之先驱。
没有足够考虑工程地质条件而进行的设计，是盲目的设计，都会给工程带来不同程度的影响。
轻则修改设计方案、增加投资、延误工期；重则是建筑物完全不能使用，甚至突然破坏，酿成灾害。
1.5 分析图1-7和图1-8在不同工程地质下的建筑物安全稳定问题。
解释：基坑无地下室时称基槽，视地基持力层和承载力确定开挖深度，如地基承载力满足要求，一般开挖深度为1.2m～2.0m；基坑有地下室时，开挖深度决定于地下室的层数。
图1-7：h—基坑深度，s—建筑物沉降量要点：1、建筑物持力层为黏土层，压缩层范围内地基为均匀地基。
振动的各种周期
卓越周期目录定义卓越周期分级几种周期及相关概念场地卓越周期、特征周期对建筑物的影响定义predominant period 地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，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。
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。
卓越周期分级卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级：一级——稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。
二级——一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。
三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。
四级——为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.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，仅与结构的质量m、刚度系数k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。
地震时的几种周期
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。
结构知识
一、基本周期、结构自振周期与设计特征周期、场地卓越周期结构基本周期、结构自振周期与设计特征周期、场地卓越周期之间的区别和联系。
自振周期是结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间；基本周期是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间；设计特征周期是在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；场地卓越周期是根据覆盖层厚度H和土层剪切波速VS按公式T0=4H/VS计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。
结构在地震作用下的反应与建筑物的动力特性密切相关，建筑物的自振周期是主要的动力特征，与结构的质量和刚度相关。
经验表明，当建筑物的自振周期与场地的卓越周期相等或接近时，建筑物的震害较为严重。
基本周期应该取决于建筑物的结构形式，各种结构形式都是定数。
结构自振周期是结构在水平作用下的震动周期，是变数。
结构的基本周期可采用结构力学方法计算，对于比较规则的结构，也可以采用近似方法计算：框架结构 T=（0.08-0.10）N框剪结构、框筒结构 T=（0.06-0.08）N剪力墙结构、筒中筒结构 T=（0.05-0.06）N其中N为结构层数。
也可采用结构分析得到的结构第1平动周期。
在抗震设计时，要注意将结构基本周期避开场地特征周期。
二、什么是轴压比轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规6.3.7和6.4.6。
u=N/A*fc，u—轴压比，对非抗震地区，u=0.9N—柱轴力设计值A—柱截面面积fc—砼抗压强度设计值三、什么是周期比?剪重比?位移比?楼层最小剪力系数?新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
建筑结构抗震 (3)
建筑结构抗震1：关于多层砌体房屋设置构造柱的作用，下列哪句话是错误的（）1.可增强房屋整体性，避免开裂墙体倒塌2.可提高砌体抗变形能力3.可提高砌体的抗剪强度4.可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏2：震级大的远震与震级小的近震对某地区产生相同的宏观烈度，则对该地区产生的地震影响是（）1.震级大的远震对刚性结构产生的震害大2.震级大的远震对柔性结构产生的震害大3.震级小的近震对柔性结构产生的震害大4.震级大的远震对柔性结构产生的震害小3：抗震设计原则不包括:（）1.小震不坏2.中震可修3.大震不倒4.强震不倒4：通过内力组合得出的设计内力，以下不属于进行调整以保证的项目（）1.梁端的破坏先于柱端的破坏2.弯曲破坏先于剪切破坏3.剪切破坏先于弯曲破坏4.构件的破坏先于节点的破坏5：罕遇烈度50年的超越概率为1.2-3％2.20％3.10％4.5％6：__________适用于重量和刚度沿高度分布均匀的结构。
1.底部剪力法2.振型分解反应谱法3.时程分析法4.顶点位移法7：楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的结构，薄弱层的位置为（）1.最顶层2.中间楼层3.第二层4.底层8：下列灾害中，属于地震次生灾害的是（）1.火灾2.液化3.结构倒塌4.噪声9：考虑内力塑性重分布，可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅（）1.梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行2.梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行3.梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行4.梁端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行10：土质条件对地震反应谱的影响很大，土质越松软，加速度谱曲线表现为（）1.谱曲线峰值右移2.谱曲线峰值左移3.谱曲线峰值增大4.谱曲线峰值降低11：与地震烈度无关的因素是（）1.震级2.震源深度3.结构类型4.土质条件12：规范规定不考虑扭转影响时，用什么方法进行水平地震作用效应组合的计算？（）1.完全二次项组合法2.平方和开平方法3.杜哈米积分4.振型分解反应谱法13：震害的发生是由什么促成的？（）1.地理位置2.地震动3.地形4.气候14：混凝土框架结构中，不属于框架柱常见震害的是（）1.剪切破坏2.受压破坏3.压弯破坏4.弯曲破坏15：地震系数k与下列何种因素有关？1.地震基本烈度2.场地卓越周期3.场地土类别4.结构基本周期16：关于多层砌体房屋设置构造柱的作用，下列哪句话是错误的（）1.可增强房屋整体性，避免开裂墙体倒塌2.可提高砌体抗变形能力3.可提高砌体的抗剪强度4.可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏17：结构抗震计算不包括以下哪种方法（）1.底部剪力法2.振型分解反应谱法3.顶点位移法4.时程分析法18：下列哪项不属于地震动的三要素1.震幅2.震级3.频谱4.持时19：地震烈度主要根据下列哪些指标来评定（）1.地震震源释放出的能量的大小2.地震时地面运动速度和加速度的大小3.地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象4.地震时震级大小、震源深度、震中距、该地区的土质条件和地形地貌20：钢筋混凝土房屋的抗震等级应根据那些因素查表确定（）1.抗震设防烈度、结构类型和房屋层数2.抗震设防烈度、结构类型和房屋高度3.抗震设防烈度、场地类型和房屋层数4.抗震设防烈度、场地类型和房屋高度21：计算层数较少且较为规则的框架在水平地震作用下的内力可采用下述哪两种方法（）1.强柱弱梁法2.分层法3.C值法4.D值法22：水平地震作用标准值F ek的大小除了与质量,地震烈度,结构自振周期有关外,还与下列何种因素有关?1.场地特征周期2.场地平面尺寸3.荷载分项系数4.抗震等级23：下面哪个不属于影响土的液化的因素？（）1.土中黏粒含量2.上覆非液化土层厚度和地下水位深度3.土的密实程度4.地震烈度和震级24：地球内部组成圈层不包含以下哪个（）1.地壳2.岩石层3.地幔4.地核25：以下属于地基土液化判别步骤的是（）1.肉眼判别2.经验判别3.标准贯入试验判别4.最终判别26：下面哪个不属于抗液化的措施？（）1.全部消除地基液化沉陷2.部分消除液化地基沉陷3.基础和上部结构处理4.减小结构的整体刚度27：框架结构中布置填充墙后，结构的基本自振周期将1.增大2.减小3.不变4.说不清28：钢筋混凝土房屋的抗震等级应根据哪些因素查表确定（）1.抗震设防烈度、结构类型和房屋层数2.抗震设防烈度、结构类型和房屋高度3.抗震设防烈度、场地类型和房屋层数4.抗震设防烈度、场地类型和房屋高度29：抗震设防区框架结构布置时，梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于（）1.柱宽的1/42.柱宽的1/83.梁宽的1/44.梁宽的1/830：如下不属于按地震成因分类的地震类型是（）1.构造地震2.火山地震3.塌陷地震4.断裂地震1：框架梁截面宽度不宜小于200mm，且截面高宽比不宜大于3。
[转载]上海的场地特征周期
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原⽂地址：上海的场地特征周期作者：朱来新
5.1.4 建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构⾃振周期以及阻尼⽐确定。
其⽔平地震影响系数最⼤值应按表5.1.4-1采⽤；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采⽤，计算罕遇地震作⽤时，特征周期应增加0.05s。
注：周期⼤于6.Os的建筑结构所采⽤的地震影响系数应专门研究。
表5.1.4-1⽔平地震影响系数最⼤值
地震影响6度7度8度9度
多遇地震0.040.08（0.12）0.16(0.24)0.32
罕遇地震0.280.50（0.72）0.90(1.20) 1.40
注：括号中数僮分别⽤于设计基本地震加速度为0. 15g和0.30g的地区。
表5.1- 4-2特征周期值(s)
设计地震分
组
场地类别
Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ
第⼀组0.200.250.350.450.65
第⼆组0.250.300.400.550.75
第三组0.300.350.450.650.90
上海地区的绝⼤部分区域是软⼟覆盖曾特别厚，越300M，其场地的地运动卓越周期为2~2.4s，与国标规定的4类场地的特征周期有较⼤差距，为使上海抗震具有⼀定的可靠度，同时根据⼟层地震反应分析，再考虑上海的经济实⼒和特⼤城市地位，专家就把上海的特征周期定为0.9s 。
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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、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。