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地震如何使房屋振動和變形?(二)


■真實房屋的變形行為

房屋的主要結構,通常是由柱、梁和樓板所構成,和積木不同之處,在於真實房屋的梁、柱和樓板並非獨立分離,而是緊密連貫接合的。因此,真實房屋在地震時的變形行為,與積木實驗有所不同。

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一棟建築物的主結構中,樓板和梁的重量佔建築物總重量相當高的比例,而數量有限的柱子不僅須支撐樓板和梁的重量,同時還須抵抗地震力。為了方便模擬,我們可以將真實的樓房簡化成僅有梁、柱、樓板的模型。

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發生地震時,這一棟兩層樓的房屋會如何振動變形呢?


當地表左右搖晃時,基礎帶動柱子底部跟著位移,但樓地板因質質量慣性作用,傾向停留原處,因此造成柱子的變形。如果地震搖晃過大,柱子的變形量超過所能負荷的範圍,於是柱體破壞。破壞的柱子無法繼續承載樓板重量,房屋便跟著倒塌。

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柱子變形過大而破壞,房子跟著倒塌。


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