地震發生時,「高樓層」和「低樓層」哪個更安全?很多人都猜錯了,長見識了

引言‍

地殼內部產生力的作用使 地殼巖層斷裂、移動,地震由此發生,是地球上較為普遍的自然現象,每年全世界大概發生地震超過500萬次。 地球內部產生地震波,震源波動 由深至淺,由下而上,從震中向四周輻射,引起一定范圍內的地面震動。

我們知道不同級別的地震破壞力不同,其實根據震源深度的不同地震的破壞力也不一樣, 淺源地震的破壞性最大,但輻射范圍較小,一般震源深度在小于70公里的范圍內就是淺源地震。

在橫波和縱波的共同作用下,地面上下顛簸水平晃動,對人類及建筑產生巨大的作用力。在地震中,人類因為 建筑坍塌造成的傷害遠遠大于地震本身帶來的影響。在1976年的唐山大地震中,超過70%的建筑物倒塌造成了嚴重的人員傷亡。

隨著社會經濟的發展、城市化程度的加深,越來越多的高層建筑拔地而起,不只是為了滿足住房需求,高層建筑也成為了一個地區發展的標志。全球在建及已建成的 高于500米的超高建筑超過15座,這成為了一個國家發展程度的標志性建筑。

就像是「鞭梢效應」所提到的, 越是上端的反應越明顯,頂端建筑物對地震的感覺是最明顯的。

越高的樓層對地震的感知就越明顯,隨著高度的增加,地震時水平晃動的擺幅就會更大。那麼, 住在哪層遇到地震時會更安全?高層建筑在地震發生時,真的比低樓層危險嗎?

地震對高、低樓層的不同影響‍

在地震時高層建筑往往感知最明顯,這是因為 高層建筑本身就有自己的振動頻率,一旦在地震時的振動頻率周期與高層建筑的振動周期進入 統一頻率,那麼高層建筑就會隨著地震的震動 一起搖擺

地震的周期越長,建筑物的擺動時間也隨著增長, 擺動的角度又會隨著時間的增長逐漸增大,在這種條件下,高層建筑在地震時坍塌的幾率就會大幅增加, 危險系數就越來越高。而且地震波輻射的范圍越廣,受地震影響區域的高層建筑的震動幅度就越大。

2008年 汶川大地震發生時,遠在 2000公里外的杭州的部分高層建筑也 明顯感受到了樓梯的晃動

低樓層區域雖然振動頻率小于高層建筑,但 危險系數還是只高不低,地震時不同的波長和振幅頻率,同樣會使低層建筑產生晃動。建筑物所在的地域土質的 堅硬程度不同,同樣也會造成撐震感的 感知程度的不同

對于低層建筑,一旦地震的波長和振動頻率與它們的數值一樣,那麼地震對低層建筑的震動影響也會十分劇烈。

高層建筑物在地震時坍塌,一般 在樓內的傷害要小于在樓體外受到的傷害,而低層建筑一方面要面對自身的坍塌和地面的陷落,一方面可能會 受到周圍高層建筑的掩埋。這樣相比之下,高層建筑雖然受到的沖擊力較大,但 低層建筑受外界影響被掩埋和損毀的程度更深,反而 高層建筑的救援活動更容易進行

現代建筑物的抗震‍

高樓層和低樓層在地震中除了震動感應強烈度不同外, 逃生避險方式也有明顯的差別

無論地震等級或烈度是否足以引起地面的振動,對建筑物來說尤其是高層建筑危害性都是一樣的從上到下,從里到外。一般來說 越是頂層越危險,但是由于建筑的大幅度長時間晃動,樓體最先斷裂的部分是中低樓層, 就安全系數而言,無論樓層高低都是一樣的。所以, 高樓層危險還是低樓層危險,并沒有絕對的說法,也不能對「住幾層最安全」下結論

以目前的建筑結構來看,一旦出現樓體 側向整體倒塌,那麼 高層居民所受到的傷害就會大于低樓層居民。建筑主體結構沒有太大損害,但在墻體或其它建筑部分出現大面積損害的情況下,高層居民所受到的沖擊足以造成 巨大的傷亡

而低層居民雖然不會受到像高層一樣的沖擊,但 建筑斷裂所產生的物體墜落和下沉也可能會對低層造成傷害,高程度的掩埋和擠壓會造成一定難度的 救援困難

高層建筑抗震取決于一種建筑原理— 結構阻尼

在建筑主體框架結構中 將液壓阻尼器放進結構空隙中,一旦出現大幅度的振動式結構出現形變,利用液壓的作用將能量吸收, 與建筑的振動的力相抵,達到一種 平衡,那麼樓體的 搖擺幅度就會減小,地震對樓梯的影響也不會太大。

低層建筑一般將 加固建筑結構作為主要的抗震措施,同時建筑材料和建筑選址方面也會做出更加嚴格的選擇和判斷。

無論是高層還是低層在做好完善的抗震設施和建設后,最主要的還是 我們自身的逃生和避難。高樓層就及時躲避在承重墻的墻角或建筑最穩固的地方,低樓層還是要及時前往更安全的地點, 以免遭受二次傷害

高、低樓層的危險點‍

高樓層在地震時倒塌的情況一般是由于晃動慣性造成的傾斜角過大, 樓體在中間斷裂造成傷害。這種情況下,中高層的民眾受到的危害就遠遠大于低層樓層,人體可能會隨著樓體一同倒塌向某一方,也可能會 從高空甩出墜落

還有一種情況是地基遭受強烈震動被損壞,造成 樓體的下陷。在巨大的沖擊力下,整個樓體可能會發生 逐層坍塌,建筑會以非常快的速度由上至下發生塌陷。這種情況下的傷害是最大的,高、低樓層 受到的傷害一樣劇烈,并且難以逃生

高樓層居民相較于低樓層居民有一個明顯的劣勢,就是在 逃生時無法及時逃到空曠的安全地帶。在以往發生的地震災害中,有很多一部分人會選擇 跳樓逃生,反而能造成了 巨大的人員傷亡

同樣地震時搭乘電梯的情況也時有發生,在電梯這種密閉空間中即使幸存下來也會給救援行動造成困難,而且地震時通過電梯逃生的 危險系數只高不低

低樓層居民或平房建筑確實在逃生方面有更大的優勢,民眾可以抓住 「黃金12秒」及時到安全地帶避難。但低樓層一旦發生坍塌就一定會 被高樓層掩埋,形成二次傷害。而且現代社會高樓大廈鱗次櫛比,高層建筑和底層建筑錯落有致, 相互距離也不遠,地震時底層建筑也會有可能受到高層建筑的碰撞和沖擊。

低層建筑居民在地震時發生跳樓逃生的情況更是遠超高層建筑,同理跳樓逃生絕對不是安全的逃生途徑,甚至 造成的傷亡程度還會超過地震本身帶來的損害。如果不能 理性的逃生,冷靜的避險避難,無論是選擇高樓層還是低樓層,地震給予的傷害都是一樣的。

應該如何選擇?‍

在當今社會高速發展的時代下,民眾的更健康安全是國家發展的重要組成部分。現在的建筑無論是高層還是底層,甚至是單體結構的建筑或者平房,在建造時都會有嚴格的抗震標準。 我國的建筑抗震標準分為甲、乙、丙三類

根據地區抗震設防烈度的標準, 建筑抗震標準應該高于設防烈度。我國根據中國各地地震基本烈度將各省市都劃分到了不同的抗震設防烈度分類組中,各地在建造各類型建筑時,都 必須嚴格按要求采取抗震構造措施

在建筑材料、建筑設計、建筑構造、建筑結構、建筑選址等方面,我國都規定了嚴格的標準,同時在建筑審核和檢查也會對建筑質量等方面進行 嚴苛的審查

在選擇高樓層還低樓層居住在地震災害中并沒有太大的影響,在 抗震建筑的保護下地震帶來的傷害只會逐漸減小。高樓層居民不用再擔心地震時的逃生問題, 更堅固的樓體和不易斷裂的建筑材料,都 提升了民眾的逃生機率,低樓層也不必擔心高樓層的逐級坍塌所帶來的傷害了,堅固的建筑才是抗震減災的基礎。

抗震建筑‍

中國是內部板塊發生地震最多的國家,因地震造成的死亡人數在全球死亡人數的一半以上,歷史上我國共發生過 17次8級以上特大地震,造成的人員傷亡以及財產損失不計其數,抗震減災刻不容緩。

世界上最大的地震與2011年發生在日本,震級達到9級,甚至世界上因為地震造成損失最大的國家也是日本,1995年發生于日本阪神的 7.2級地震,直接造成 1000億美金的巨大損失。

全球有 99%的地震發生在 地中海喜馬拉雅地震帶和環太平洋火山地震帶上,基于地震災害對世界各地震帶上的國家帶來的威脅,隨著科學技術的進步和人類無盡的智慧,抗震建筑的技術越來越發達。

自古以來中國就走在世界地震史的前端,不論是張衡發明的 地動儀還是「以柔克剛」 用木材為主要建筑結材料,中國在地震方面的研究始終處于世界前列。汶川大地震中,許多文物建筑主體沒有形成傷害,這就是中國 流傳7000年的柔性框架結構榫卯結構在在地震中起到了至關重要的抗震作用。

日本也研制了一款 「抗震小屋」,采用全木建造, 成本廉價,可 抵抗地震帶來的沖擊和擠壓。英國發明了一種納米聚合粒子為主料的 可自動愈合裂紋的建筑材料。希臘發明了依靠多個傳感器運行的智能減震屋,還 利用液體修補材料,防止房屋坍塌

結語‍

隨著現代建筑質量的提升和對抗震標準的嚴格審查,我們對于選擇高樓層還是低樓層已經沒有太大的差別。最重要的是要在地震來臨時,保證自身的生命財產安全, 及時避險避難,聽從救援人員的指揮和組織。在災難來臨的時候, 盡快鎮靜,及時反映

不論是在室內還是在室外,就近快速尋找安全避險地點, 防止二次災難造成的損傷。謹防漏電、漏水、煤氣等有害氣體的泄露,如果不幸遇險,就要 注意保持冷靜、保存體力,等待救援。

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