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外型不對稱建築物,在地震時一定會發生扭轉嗎?


還有哪些因素會造成勁心與重心不在同一處, 使建築物在地震時扭轉呢?我們繼續以鞦韆為例說明。如果木板為長方形,繩索粗細相同,但長度不同,這時鞦韆的勁心偏移,使得勁心與重心的位置 不同。推動橫桿時,木板移動並扭轉。

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繩索長度不同,木板移動並扭轉


同樣的原理,斜坡上的建築物如果一側為長柱,一側為短柱,地震時,建築物同時發生移動與扭轉。

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(左圖)建在斜坡的建築物側面

(右圖)地震時,柱子長度不同的建築物會產生扭轉


鞦韆繩索粗細相同,長度也一致,勁心仍維持 在木板的中點,但如果木板左右不對稱,會使重心偏移,勁心與重心的位置不同。推動橫桿時,木板移動並扭轉。

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木板左右不對稱,運動時造成移動並扭轉


● 勁心和重心位置相同,可以避免扭轉


外型不對稱的建築物,地震時一定會發生扭轉行為嗎?事實未必如此﹗只要讓勁心和重心的位置一致, 就能避免扭轉行為發生。以平面形狀為等腰梯形的建築為例,因樓地板不對稱而造成重心偏移。若加粗部份柱子,調整勁心位置,使勁心和重心一致,即可避免建築在地震時發生扭轉。

然而建築物的形狀越複雜,欲使勁心和重心一致的工程計算與工程實務難度越高,容易因少許誤差造成 意外的扭轉,而不利於建築的耐震性。因此工程師建議購屋時,最好是選擇外型簡單對稱的建築物

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(左圖)勁心和重心位於不同點,地震時,建築容易發生扭轉行為

(右圖)勁心和重心位於同一點,地震時,建築不會發生扭轉行為


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