跟着经济的成长 , 建筑越建越高 , 鳞次栉比的高楼大厦逐渐当作为了城市中很是靓丽的风光线 。 但跟着建筑的高度不竭增添 , 地动带来的潜在威胁也越来越大 。
地动发生时 , 是建筑底部更轻易被粉碎 , 仍是顶部更轻易被毁坏?到底该往上跑仍是往下跑?高层住户该怎么办?
要回覆这些问题 , 需要先领会地动是若何导致建筑被粉碎 。
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△现代城市中的浩繁高层建筑(图片来历:veer图库)
为什么地动波会导致建筑倾圮?
与金门大桥发生特别振动的原因一样 , 地动导致建筑粉碎的本家儿要原因也是共振 。
共振 , 是指一个物体的振动 , 会带动另一个物体的振动 。 二者的振动频率越接近 , 共振发生的振动幅度会越大 。 同时 , 共振具有累加效应 , 当阻尼较小时 , 持续性的共振会导致振动幅度越来越大 。
一根细杆 , 仅仅是狠恶地挥舞一次 , 并纷歧定会被晃断 。 可是 , 若是周期性地晃悠杆子 , 杆子的振动幅度就会被我们越晃越大 。 当挥舞频率和杆子自身的固有频率较为接近时 , 这种转变就会出格较着 。
高层建筑 , 因其较为颀长的特点 , 可以看作是耸峙在大地这张“桌子”上的颀长“积木” 。 大部门时辰 , 大地这张桌子都是不会大幅移动的 。 可是本地震发生 , 大地这张“桌子”会大幅度晃悠 , 桌子上的“积木”也会被带着往返晃悠起来 。 而当晃悠的频率与建筑的固有频率较为接近 , 且地动感化力极大的时辰 , 建筑的晃悠频率就会越来越大 , 并导致最终发生倾圮 。
高层建筑倾圮的时辰 , 上层和基层 , 哪部门更轻易被粉碎?
我们身处高楼 , 突发地动的时辰 , 良多人想到的第一一个问题是 , 往上跑仍是往下跑?
要做出准确的决议计划 , 我们需要先领会 , 地动发生时 , 建筑的上层和基层哪部门更轻易被粉碎?
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△地动后的雅安(图片来历:百度百科)
事实上 , 地动发生时 , 与高层比拟 , 底层反而更轻易粉碎 。
我们可以用晃悠颀长的杆子来理解 。 往返晃悠一根杆子 , 杆子顶部往返移动的幅度更大 , 可是受到的力会更小;而底部往返移动的幅度更小 , 但受到的力会更大 。 地动发生时 , 底部受到的剪力会更大 。 所以 , 在建筑设计的时辰 , 考虑到剪力的不平均分布 , 会对底层进行加固设计 。 地动的剪力分布不确定性更大 , 比拟于高层 , 底层更轻易被粉碎 。
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△某框架布局地动荷载感化下剪力分布图(图片来历:道客巴巴)
可是 , 需要强调的是 , 底层建筑比高层建筑更轻易被粉碎 , 并不料味着高层更平安 。
这里需要考虑两种环境 , 其一 , 若是建筑发生了破坏性的倾圮粉碎 , 根基上高层和底层都是一样的危险 。 而且高层部门在坠落的过程中会发生更大的动能 , 高层碎石坠落带来的风险也会更大 。 但这种环境下 , 处于高层 , 在救援的时辰可能更轻易被挖掘搜救出来 。
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