建筑物地震共鸣

如果建筑物的固有频率与地震的频率?
-克里斯托(15岁)
南卡罗来纳

嗨,克里斯托,

这是一个非常重要的、实用的问题,因此,有很多细节是很重要的答案。

答案,很多其他问题,正好是“看情况”。如果地震是“小”或者至少远离震动的振幅很小,没有什么会发生。你可以摆脱建筑结构在地震并不是特别安全,只要没有地震。我不确定真的地球上任何地方,从地震完全免疫。我住在伊利诺斯州,平坦的风景证明缺乏地质活动引起的。尽管如此,有一个国家的北部4.0级地震就在去年夏天。有大量的断层系统在南部的相邻的州和密苏里州和肯塔基州。

所以,鉴于振荡器放大振动频率接近他们的固有频率比在其他频率,设计建筑的人怎么能不那么敏感地球运动呢?一件事要做的就是加强建设,共振频率远高于典型的频率分量的地震。我不确定这总是一个好主意,作为僵硬的对象往往更脆弱,很容易破解。构建加强剂(钢梁和支持)经常被添加到建筑以防止建筑物中的特定类型的失败。一种典型的失败只是一个几层楼高的建筑物(如一个典型的房子)是整个建筑的幻灯片的基础。加强剂可能被添加到锚基础建设,但可能在地震中增加震动楼上的暴力。至少它不会磨掉地板的建筑底部幻灯片。

另一种加劲肋设计保持地板上支持他们在哪里受到垂直支持从屈曲。严重的建筑失败在地震层松散来自他们的支持和崩溃在较低楼层,称为“平坠”的现象丰富多彩。

小建筑通常有共振频率远高于地面运动,因此单纯的结构强度比共振振荡更重要。

高层建筑完全是另一个故事。摩天大楼在地震活跃区必须设计特别的照顾。许多包括阻尼振荡的能量消散机制建设。那里,你希望你能够弯曲而不破坏结构,还能够消除震动能量,所以它不建立超出部分建筑的断裂点。

我曾在斯坦福线性加速器高能物理实验中心,也就是几百码远的在加州的圣安德烈亚斯断层。我们设计的油阻尼器支撑梁的大粒子探测器,称为SLD, 1989年洛马普列塔地震期间表现良好,虽然我们有清洁一些石油从我们的电子产品。高楼大厦也大,阻尼砝码,有主要抑制建筑影响当风吹。他们可能发挥重要作用在这些建筑物的地震防备计划。

所以你那道问题的答案是,如果一个建筑的共振频率接近主要地震的地面运动的频率,它将产生更多的摇晃的建筑比如果频率不同。只是多少震动和造成多少伤害取决于力量,灵活性,几何形状,质量,和阻尼组件的建筑,地震的细节。在一些运动左右,别人这是一种推拉运动,和其他人

(发表在10/22/2007)