​【科學不一樣】「共振效應」破壞力加倍 抗震建築緩衝搖晃



位於板塊斷層上的尼泊爾發生強震,建築結構簡陋的屋舍許多都倒塌了,地震造成建築搖晃,產生共振效應就是主因,台灣同樣位在火環帶上,地震也相當頻繁,建築物的防震性就格外重要。



一陣地牛翻身天搖地動,外牆坍塌讓人忍不住心驚膽顫,嚇得拔腿就跑,但不見得是強震才會造成房屋受損,輕微的地震也可能導致房舍劇烈搖晃,地震頻率造成建築共振效應就是主要原因。

921地震教育園區博士王哲夫:「假設來了一個地震,它的共振效應是超過,這個程度晃個不停,而且越晃越大、越晃越大。」

打破一般人對矮樓不容易在地震受損的印象,同樣是因為共振效應。921地震教育園區博士王哲夫:「高樓和矮樓它有不同的頻率,高樓是震得比較慢,矮樓是震的比較快所以這樣子不同的頻率之下,要看你的地震是什麼樣的頻率進來。」

其實每個物體都有它振動的敏感頻率,當地震發生以後,如果地震的頻率和房屋頻率相同,那就很容易產生共振效應,即便地震能量不是特別強,也會產生非常劇烈的晃動。當建築物和地震頻率相同,再加上震度的影響,就會使得建築物更容易受到損壞。

就是因為共振成為房屋倒塌的罪魁禍首,因此現在建築抗震,就是減緩共振下手,加上隔震器來降低房屋晃動的程度,避免地震搖晃造成對建築的損害。

從模擬實驗當中可以明顯看到,其他沒有加上隔震器的房屋劇烈的左搖右擺,加上隔震器的房子聞風不動,只有跟著地震的輕微擺動。

921地震教育園區博士王哲夫:「你看它底下是有一個這個隔震的效果,那這棟你看它房屋中間裝了這些,斜斜的這個支撐,他是另外一種的減震裝置。」

專家表示,房屋可以加裝一些消耗地震能量的裝置,來達到減震的效果,像101就裝了一種擺盪式的風阻尼器,降低了大樓在強風和地震下的搖晃,也可以在房屋的底部加入隔震器,將橡膠和鋼板像三明治一樣層層相疊,不但可以承載房屋的重量,當地震來臨時,柔軟的橡膠讓房屋不會跟著地面一起搖晃,大幅降低地震衝擊,老舊的房屋,也可以透過補強達到防震的效果。

想要住的安心,房屋不隨便加蓋,不任意拆牆改變建築結構,才能維持建築的耐震能力,讓房子能在強烈搖晃當中,確實達到保護人身安全的功能。

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