編者按:
據中國地震臺網正式測定,3月28日14時20分在緬甸(北緯21.85度,東經95.95度)發生7.9級地震,震源深度30千米。14時32分在緬甸(北緯21.60度,東經95.95度)發生6.4級地震,震源深度30千米。
緬甸當地人士介紹,地震發生在緬甸中部的曼德勒省附近,當地已有多棟建筑倒塌。有不少人員受傷,正在廢墟中開展自救。
據泰國媒體報道,首都曼谷一棟在建高樓28日因強震倒塌,多人被困,官方正開展緊急救援。
來源:央視新聞
本次地震造成云南西雙版納、德宏、昆明、麗江、保山、大理等地震感強烈,貴州、廣西等地亦有震感反饋。
隨著經濟的發展,建筑的高度不斷增加,地震帶來的潛在威脅也越來越大。那么地震發生時,是建筑底部更容易被破壞,還是頂部更容易被毀壞?到底該往上跑還是往下跑?高層住戶該怎么辦?
為什么地震波會導致建筑倒塌?
與金門大橋發生特殊振動的原因一樣,地震導致建筑破壞的主要原因也是共振。
共振,是指一個物體的振動,會帶動另一個物體的振動。二者的振動頻率越接近,共振產生的振動幅度會越大。同時,共振具有累加效應,當阻力較小時,持續性的共振會導致振動幅度越來越大。
一根細桿,僅僅是猛烈地揮動一次,并不一定會被晃斷。但是,如果周期性地晃動桿子,桿子的振動幅度就會被我們越晃越大。當揮動頻率和桿子自身的固有頻率較為接近時,這種變化就會特別明顯。
高層建筑,因其較為細長的特點,可以看作是屹立在大地這張“桌子”上的細長“積木”。大部分時候,大地這張桌子都是不會大幅移動的。但是當地震發生,大地這張“桌子”會大幅度晃動,桌子上的“積木”也會被帶著來回晃動起來。而當晃動的頻率與建筑的固有頻率較為接近,且地震作用力極大的時候,建筑的晃動頻率就會越來越大,并導致最終發生倒塌。
建筑倒塌時,哪部分更容易被破壞?
我們身處高樓,突發地震的時候,很多人想到的第一一個問題是,往上跑還是往下跑?
要做出正確的決策,我們需要先了解,地震發生時,建筑的上層和下層哪部分更容易被破壞?
地震后的雅安
(圖片來源:新華社)
事實上,地震發生時,與高層相比,底層反而更容易破壞。
我們可以用晃動細長的桿子來理解。來回晃動一根桿子,桿子頂部來回移動的幅度更大,但是受到的力會更小;而底部來回移動的幅度更小,但受到的力會更大。地震發生時,底部受到的剪力會更大。所以,在建筑設計的時候,考慮到剪力的不均勻分布,會對底層進行加固設計。地震的剪力分布不確定性更大,相比于高層,底層更容易被破壞。
某框架結構地震荷載作用下剪力分布圖
(圖片來源:道客巴巴)
但是,需要強調的是,底層建筑比高層建筑更容易被破壞,并不意味著高層更安全。
這里需要考慮兩種情況,其一,如果建筑發生了粉碎性的倒塌破壞,基本上高層和底層都是一樣的危險。并且高層部分在墜落的過程中會產生更大的動能,高層碎石墜落帶來的危害也會更大。但這種情況下,處于高層,在救援的時候可能更容易被挖掘搜救出來。
當地震不會完全摧毀建筑的時候,總體上講高層更難發生局部破壞,則更安全一點。
所以,合理地選擇地震應對策略就更為重要。
身處高層建筑中,如何應對地震?
地震一般是猛烈而迅速的,大部分身處高層的人無法及時逃離到戶外開闊區域。而地震帶來的建筑倒塌,更是給人帶來一種“高空墜落”的恐懼。當大災難發生的時候,人們往往就會在這種恐懼下做出一些不理性的舉動。
2013年雅安地震時,就有人因過于恐懼地震選擇直接跳窗逃生。結果樓沒塌,人卻因為跳樓摔死了。
面對地震,如果我們身處高層建筑的較高樓層之中,掌握合理的應對方法很重要。
首先我們要明確的是,現行的建筑設計標準,對建筑物的抗震設計都進行了要求。建筑物需要滿足“小震不壞,中震可修,大震不倒”的要求。這一要求根據設計地區的歷史地震情況,要求設計的建筑在受小震影響后不會損壞或不需修理仍可繼續使用;在中震作用后可能產生一定的損壞,但經一般修理或不需修理仍可繼續使用;在大震作用時,可能產生重大破壞,但不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。
假如建筑都滿足現行規范的要求,在大震作用下也不會發生倒塌,那顯然身處高層也不會特別危險。這種情況下,注意保護好頭部等脆弱部位,以免被異物砸傷。盡量待在封閉固定的區域,等待地震過去,就可以最大程度地保護自己的身體健康。
不過,“大震不倒”雖然是我們的設計準則,但也不是說現有建筑就絕對不會發生倒塌。一種可能的情況是,地震的烈度特別大,超過了該地區大震的設計烈度。這種情況雖然罕見,但每次發生都會成為非常慘烈的自然災害。例如汶川地震烈度達到了11度,遠超當地的設防烈度,帶來了非常慘重的人員傷亡。
另一種可能的情況是,所處的高樓本身質量上存在缺陷,甚至是“豆腐渣”工程。在2008年汶川地震之后,國家加強了對建筑防震設計的審核,建筑整體的防震性能都有所提升。但2008年之前建成的建筑,其抗震性能并不是特別的有保障。
在地震發生時,除非可以在十幾秒內迅速跑到戶外開闊地帶,否則就謹記“就近躲避”原則。
選擇躲避區域時,盡量選擇衛生間等封閉狹小,靠近水管、可以形成穩定三角形空間的區域,注意保護好自己的脆弱部分,免遭落石砸傷。
當建筑垮塌被掩埋之后,如果可能,第一時間將身體調整為較為省力的姿勢。等待外界傳來搜救信號后,通過敲擊石頭等方式進行回復。
地震自救
(圖片來源:Veer圖庫)
在災害面前,每一個生命都很寶貴。
希望大家切記,地震發生時,假如你住在建筑高層,不要往上跑也不要往下跑,就近找到最合適的避險地點,才最為重要!
當然,最希望的是,大家都用不到這個建議。
出品:科普中國
制作:之遙
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