基本介紹
- 中文名：卓越周期
- 性質：科學
- 類別：地理
- 屬於：地震工程界
定義,分級,相關概念,
定義
predominant period 地震時，從震源發出的地震波在土層中傳播時，經過不同性質地質界面的多次反射，將出現不同周期的地震波。若某一周期的地震波與地基土層固有周期相近，由於共振的作用，這種地震波的振幅將得到放大，此周期稱為卓越周期。由多層土組成的厚度很大的沉積層，當深部傳來的剪下波通過它向地面傳播時就會發生多次反射，由於波的疊加而增強，使長周期的波尤為卓越。卓越周期的實質是波的共振，即當地震波的振動周期與地表岩土體的自振周期相同時，由於共振作用而使地表振動加強。巨厚沖積層上低加速度的遠震，可以使自振周期較長的高層建築物遭受破壞的主要原因就是共振。
分級
卓越周期按地震記錄統計得到，地基土隨軟硬程度的不同有不同的卓越周期，可劃分為四級：一級——穩定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均為0.15s。二級——一般土層，卓越周期為0.21-0.4s，平均為0.27s。三級為鬆軟土層，卓越周期在二級和四級之間。四級——為異常鬆軟的土層，卓越周期為0.3-0.7s，平均為0.5s.
相關概念
基本振型：單質點體系在諧波的作用下的振型稱為基本振型：任一地震波都可以分解為若干諧波的疊加，多質點體系按振型分解法計算地震作用時，可以簡化為具有基本振型的等效單質點體系進行分析。而對建築結構而言，有時又稱為主振型，一般是指每個主軸方向以平動為主的第一振型。
高階振型：相對於低階振型而言。一般來說，低階振型對結構振動的影響要大於高階振型的影響。對一般較規則的建築物，選擇的振型個數可以取其地震作用計算時的質點數（大多數情況下為樓層數），若質點數較多時，根據計算結果可以只取前幾個振型（即低階振型）進行疊加。
特徵周期Tg：即建築場地自身的周期，是建築物場地的地震動參數，在地震影響係數曲線中，水平段與下降段交點的橫坐標，反映了地震震級，震源機制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影響，同時也反映了場地的特性；如軟弱土層的厚度，類型等場地類別等。
在抗震設計規範中，設計特徵周期Tg與場地類別有關：場地類別越高（場地越軟），Tg越大；地震震級越大、震中距離越遠，Tg越大。Tg越大，地震影響係數α的平台越寬，對於高層建築或大跨度結構，基本周期較大，計算的地震作用越大。
場地卓越周期Ts：地震波在某場地土中傳播時，由於不同性質界面多次反射的結果，某一周期的地震波強度得到增強，而其餘周期的地震波則被削弱。這一被加強的地震波的周期稱為該場地土的卓越周期。場地卓越周期只反映場地的固有特徵，不等同於設計特徵周期。其由場地的覆蓋土層厚度和土層剪下波速計算求的。
場地脈動周期Tm：套用微震對場地的脈動、又稱為“常時微動”進行觀測所得到的振動周期。測試應在環境十分安靜的情況下進行，場地的震動類似人體的脈搏，所以稱為“脈動”。場地脈動周期反映了微震動情況下場地的動力特徵，與強地震作用下場地的動力特性既有關聯，又不完全相同。
場地卓越周期、特徵周期對建築物的影響
自振周期避開特徵周期可以減小地震作用。當結構的自振周期超過設計特徵周期時，地震作用就會隨其自振周期的增大而減小。當結構的自振周期小於0.1s時，地震作用會隨其自振周期的增大而急劇增大。實際的建築結構的自振周期大都會大於設計特徵周期，但一般不大於6.0s。
自振周期與場地的卓越周期相等或接近時地震時可能發生共振，震害比較嚴重，反之震害就小，國內外根據震害研究表明，在大地震時，由於土壤發生大變形或液化，土的應力——應變關係為非線性，導致土層剪下波速Vs發生變化。因此，在同一地點，地震時場地的卓越周期將因震級大小、震源機制、震中距離的變化而變化。
如果僅從數值上比較，場地脈動周期Tm最短，卓越周期Ts其次，特徵周期Tg最長
