抗震工程设计(1)

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分类: 建筑游记-中国 |
短桩、偷工减料、预制件、抗震设计等字眼都在报章上看到. 而亦在这时开始搜集资料, 为这篇文章足足用了两个月时间准备, 因为在香港和英国建房子,不如日本般要考虑抗震设计, 所以我在英国读大学时老师没有详细说明. 不过,在日本的建筑系是属于工程学系的一部分, 抗震设计是考试必考的题目.
首先, 什么是地震?
地是上下震,还是左右震? 大家都知道地壳是会移动, 当两个不同板块互相向对方移动便会形成压力, 压力不会立即释放出来,
能量会贮起来直至超过地壳之间的磨擦力便一舜间爆出来, 所以地震只是60秒,
便可造成重大伤亡.
因此,地震不单只是上下震、 左右震、 连前后都会震, 即X、Y、Z轴都可能震如图示.
地震能否预知? 我问过很多工程师都坦白对说现在只能计算那板块之间的压力有多大, 但何时爆出来真的不能如天气报告般准确预测.
灾难发生后, 有些人说地震不能抗衡, 是真还是假? 在两个情况下, 地震是不能抗衡.
第一: 共振现象(Resonance)
共振现象这名词我在介绍伦敦千禧桥时曾提及这名词,
今次我再加解释,当地震的震动频率与建筑震动频率相同时, 便会发生共振现象. 这样任何结构都会倒下来,因为正正得正, 负负得正,
结构除要承受地震的能量外, 还要承受自身震动的能量, 所以,结构荷重能量可以说是无限大.
如大家记起中学时物理课所说的Interference,
http://archtraveler.com/wp-content/uploads/2014/02/Nwjk1yTaj0CNUXUIbs_ktw.jpg
扩展基础(Footing)
第二: 地壳液化(Lique Faction)
当泥土中的水分在地震情况下, 沙便会和水混成泥令其荷重大幅减低. 具体来说,你把沙和水放入杯中, 过一段时间后, 水便会停留在沙层的低部, 在大力摇晃下沙和水混成泥, 而沙层的表面的张力便大大减低. 如上图中的建筑物, 由于建筑物没有打桩的关系, 只用扩展基础(Footing). 扩展基础是低层建筑常用的结构, 大部份村屋都是用这基础结构.所以当地壳液化时, 尽管建筑物的结构没有破坏的情况下,整个建筑物便如骨牌一样倒下来,不过在屋内的居民都有机会在建筑物后逃出来.
待续.