روش تحلیل طیفی که در آن پاسخ دینامیکی خطی و ارتجاعی سازه‌ها بدون در نظر گرفتن متغیر زمان محاسبه می‌شود، یکی از روش‌های تحلیل دینامیکی لرزه‌ای است.

منحنی‌های ثبت شده شتاب زمین در حین وقوع زلزله‌های مختلف و طیف‌هایی که از آنها به دست می‌آیند، اساس یک روش منطقی را برای طرح لرزه‌ای سازه‌ها فراهم می‌کنند. با وجود اینکه طیف‌های مختلف با یکدیگر اختلاف دارند، در هر منطقه می‌توان بعضی خصوصیات مشترک در آنها پیدا کرد. با استفاده از خصوصیات مشترک و هموار کردن منحنی‌ها می‌توان برای هر منطقه‌ای طیف‌های طرح رسم کرد که طراح سازه بتواند از آنها برای طرح سازه‌های مقاوم در برابر زلزله استفاده کند. این منحنی‌ها اساس تحلیل لرزه‌ای سازه‌ها به روش دینامیکی طیفی را تشکیل می‌دهند.

معمولا قبل از انجام هر گونه تحلیل آماری طیف‌های پاسخ نسبت به خودشان هم‌پایه می‌شوند. به طوری که حداکثر شتاب طیفی آنها برابر واحد شود. البته این نوع هم‌پایه کردن، ضریب یکسانی را به فرکانس‌های مختلف یک زلزله اعمال می‌کند، در حالی‌که محتوای فرکانسی و مقدار مربع میانگین یک شتاب‌نگاشت زلزله با زمان، متغیر بوده و در واقع یک فرایند تصادفی غیرمانا است. در طراحی مهندسی معمولا در ابتدا ترازهای طراحی بر حسب شتاب مشخص می‌شود و سپس اثرات بزرگی، فاصله از کانون و عمق کانونی بر روی شدت به صورت صریح در نظر گرفته می‌شوند. اثرات شرایط ژئولوژیکی و شرایط منبع زلزله به دلیل پیچیدگی معمولا لحاظ نمی‌شوند.

هاوزنر در سال ۱۹۵۹ بر اساس منحنی‌های شتاب ثبت شده در چهار زلزله بزرگ آمریکا (ال سنترو در سال ۱۹۴۰، تفت در سال ۱۹۵۲، الیمپیا در سال ۱۹۴۹ و واشنگتن در سال ۱۹۶۵) منحنی‌های ایده‌آل و هموار شده را برای طیف‌های تغییر مکان، سرعت و شتاب، رسم کرده است. شکل منحنی‌های مزبور با حرکات زمین در مناطق دیگر مانند ایران ممکن است سازگاری نداشته باشد، به همین جهت برای هر منطقه‌ای، این منحنی‌ها شکل خاص خود را خواهند داشت.

معمولا این منحنی‌ها را برای مقدار معینی از شتاب حداکثر زمین (شتاب در پریود صفر) میزان و مقیاس می‌کنند که در این طیف طرح، منحنی‌ها را برای ماکزیمم شتاب زمین PGA=0.2g میزان کرده‌اند.

به این علت که رابطه‌ی خاصی بین مقادیر طیفی تغییر مکان Sd، سرعت Sv و شتاب Sa وجود دارد، منحنی‌های مربوطه را می‌توان در روی یک کاغذ لگاریتمی سه جانبه نیز رسم کرد.

منبع: دینامیک سازه‌ها و کاربرد آن در مهندسی زلزله، دکتر محسن تهرانی‌زاده

 تهیه‌کننده: محبوبه پوریوسفی