一单自由度振动系统，质量为m；弹簧常数为k；阻尼系数为c；阻尼比为ζ。当其承受水平方向地震地表加速度üg(t)的作用时，其运动方程式为： 式中，u为质量m对地的相对位移，其解可以下列Duhamel积分表示： 式中，ωd为阻尼圆频率，其值为√k(1-ζ2)/m，当阻尼比ζ很小，其值趋近ω=√k/m。若考虑下列积分的最大值，称为Sv(ω,ζ)，则： 其值与单自由度系统的无阻尼圆频率ω及阻尼比ζ有关，若变化不同的ω及ζ，求得同一地震下不同ω与ζ的Sv(ω,ζ)值，称为此地震的拟速度反应谱。由于每个地震的特性不同，因此上述的拟速度反应谱系仅对应于该地震者，不同的地震波，会有不同的结果。由(1)式可知最大相对位移|u(t)|max=Sv(ω,ζ)，而事实上Sv(ω,ζ)很近似单自由度系统的相对速度最大值。因此吾人若知道某单自由度系统的ω与ζ，则可由拟速度反应谱求得该地震作用下此单自由度系统产生的最大速度值。