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《科學小知識》可怕的地震 住在高樓安全嗎

新奇古怪

 
    
首先,我們先來講一下共振現象! 共振是當振動體在周期性變化的外力作用下,若外力的頻率與振動體固有頻率很接近或相等時,振動的幅度就會急劇增大,正如一個人打鞦韆,只要鞦韆蕩出去的時候,另一個人就配合地輕輕推一下,幾次一來一往後,就會發現鞦韆會越盪越高。 物理知識告訴我們,凡是共振的兩個物體,它們的固有頻率相同或成簡單的整數比,如1/1、 1/2、 2/3等,都會發生共振現象, 所以當建築物的自然週期與地震震源相同或接近時,建築物雖然重量很大,也逃脫不了共振的威力,建築物自然會發生晃動。 建築物的振動週期(自振週期)是非常複雜的,跟構造方式(RC、鋼構)、構造數量(牆的數量)、結構方式都有關。一般來說,建築物的樓層數越高,越軟(鋼構比RC軟),則建築物的振動週期就越長(自然頻率越低),當建築物的振動週期(自然頻率)與地盤的振動週期接近時,就容易產生共振現象,放大地震力。住高樓真的比較危險嗎?其實,每個地方因當地的地質不同而有其自然頻率,比如說花蓮-地質堅硬,自然頻率就比較高(振動週期比較短);台北盆地-地質軟弱,自然頻率就比較低(振動週期比較長),而地震波傳達時,會以該地盤的自然頻率震動建築物。所以台北盆地高樓層的建築物受到的地震力較大,而花蓮則是低樓層受到的地震力較大。 那那那……..台北市滿滿的高樓大廈,地震來的時候豈不是都超級危險的?!!!!! 其實呢,共振現象能放大多少地震力,這又另外跟建築物的”阻尼比”有關(阻尼可以簡單解釋成建築物阻止振動的能力)!!而建築物的高度越高,阻尼比越大,所以共振現象放大的情況就越小。所以,雖然在台北盆地上中間樓層(10-20樓)受到比較大的地震力的機率是比較大的,但是也不會大太多(因阻尼比使共振放大減少),而這樣的影響,用結構設計是可以加強得了的,所以只要設計安全適當,施工確實沒有偷工減料的優良建築物,在正常地震來時並不是都會危險的。