0:00:07.080,0:00:10.586
地震一直以來都是可怕的現象

0:00:10.586,0:00:14.051
因為我們的城市變大[br]同時也變得更加危險

0:00:14.051,0:00:17.720
其中最危險的是倒塌的建築物

0:00:17.720,0:00:20.279
為甚麼建築物會在地震時倒塌呢

0:00:20.279,0:00:22.590
又該如何預防呢

0:00:22.590,0:00:24.994
如果你看過很多災難片

0:00:24.994,0:00:26.671
你可能會有個想法[br]

0:00:26.671,0:00:29.573
建築物倒塌[br]是底下的地面所造成的

0:00:29.573,0:00:32.977
地面劇烈地顫動甚至裂開

0:00:32.977,0:00:35.298
但是這不全然是地面所造成的

0:00:35.298,0:00:39.374
一方面是大多數建築物[br]並不會座落在斷層線上

0:00:39.374,0:00:43.966
而且板塊的移動處[br]比建築物的地基還要更深得多

0:00:43.966,0:00:46.316
那麼甚麼才是真正的原因呢

0:00:46.316,0:00:50.077
實際上地震對建築物的影響

0:00:50.077,0:00:52.065
是更複雜的

0:00:52.065,0:00:55.282
建築師和工程師利用模型來理解[br]地震對建築物的影響

0:00:55.282,0:00:59.778
像是二維陣列[br]代表立柱和橫梁

0:00:59.778,0:01:05.432
或是以單根棒棒糖狀的圓球[br]來代表建築的質量

0:01:05.432,0:01:09.280
即使把模型簡化成這種程度[br]這些模型還是相當有用

0:01:09.280,0:01:12.009
這些模型還是可用來預測建築物 [br]對地震的反應[br]

0:01:12.009,0:01:14.553
主要是物理的問題

0:01:14.553,0:01:16.868
大多數發生坍塌的地震

0:01:16.868,0:01:20.332
實際上並不是由地震本身所引起

0:01:20.332,0:01:23.259
當地殼在建築下方移動時

0:01:23.259,0:01:26.284
它取代了地基與較低的樓層

0:01:26.284,0:01:28.975
該結構的其餘部分通過餘波

0:01:28.975,0:01:31.834
並使其來回振動

0:01:31.834,0:01:36.136
振盪的強度[br]取決於兩個重要因素

0:01:36.136,0:01:39.196
建築物集中在底部的質量

0:01:39.196,0:01:40.568
還有其剛性

0:01:40.568,0:01:44.595
後者是造成某種程度移位的力量

0:01:44.595,0:01:48.155
加上建材和柱子的形狀

0:01:48.155,0:01:51.207
剛性與建物高度關係極大

0:01:51.207,0:01:54.105
較低的建築物比較堅硬[br]移動程度較小

0:01:54.105,0:01:57.347
較高的建築物移動性就比較高

0:01:57.347,0:02:00.557
你可能想那解決的方法就是[br]蓋低一點的建築物

0:02:00.557,0:02:02.843
它們的搖動會比較小

0:02:02.843,0:02:08.700
但是在1985年墨西哥市地震[br]證明並非如此

0:02:08.700,0:02:09.812
在那次地震中

0:02:09.812,0:02:14.022
許多6到15樓的建築物倒塌

0:02:14.022,0:02:17.999
奇怪的是，附近較低的建築物沒倒

0:02:17.999,0:02:22.405
15樓以上的建築物也較少受損

0:02:22.405,0:02:24.555
那些倒塌的中型建築物

0:02:24.555,0:02:28.730
搖擺的程度比地震的振幅還大

0:02:28.730,0:02:30.590
為什麼呢

0:02:30.590,0:02:34.322
答案是［自然頻率］

0:02:34.322,0:02:35.988
在一個擺動的系統裡面

0:02:35.988,0:02:41.581
頻率是一秒內來回擺動的次數

0:02:41.581,0:02:47.091
這是週期(擺動一次的秒數)的倒數

0:02:47.091,0:02:51.763
建築物的自然頻率 [br]由它的質量和剛性決定

0:02:51.763,0:02:55.330
是它振動集中的頻率

0:02:55.330,0:03:00.277
當建築物的質量增加[br]自然頻率會降低

0:03:00.277,0:03:03.835
當剛性增加時，振動也會加快

0:03:03.835,0:03:06.192
以一個公式來表現這些之間的關係

0:03:06.192,0:03:09.911
剛性和自然頻率成正比

0:03:09.911,0:03:14.184
質量和自然頻率則成反比

0:03:14.184,0:03:17.658
墨西哥市地震是共振的结果

0:03:17.658,0:03:20.198
地震波的頻率

0:03:20.198,0:03:24.535
正好與中型建築物的[br]自然頻率相同

0:03:24.535,0:03:27.456
正如在鞦韆的最適合點推一下

0:03:27.456,0:03:31.211
接下來的每一個地震波擴大了

0:03:31.211,0:03:33.052
建築物往同一方向的震動

0:03:33.052,0:03:36.616
造成它更加往那個方向擺動

0:03:36.616,0:03:41.303
最後達到比原來更大的移位

0:03:41.303,0:03:44.685
現今，工程師、地質學家[br]和地震學家共同合作

0:03:44.685,0:03:48.702
在建築物現場預測地震振動的頻率

0:03:48.702,0:03:51.626
以預防共振引起的倒塌

0:03:51.626,0:03:55.023
他們考量土壤與斷層的類型

0:03:55.023,0:03:57.947
並參考以往地震的數據

0:03:57.947,0:04:00.997
低頻的振動對較高及[br]較有彈性的建築物

0:04:00.997,0:04:02.865
傷害性較強

0:04:02.865,0:04:05.789
反之，高頻率的振動威脅到的是

0:04:05.789,0:04:08.553
較低與高剛性的建築物

0:04:08.553,0:04:11.316
工程師採用創新的系統

0:04:11.316,0:04:14.947
既能吸收振動[br]又可防止建築物變形

0:04:14.947,0:04:17.423
建物與地基之間

0:04:17.423,0:04:21.346
與用彈性層加以隔離

0:04:21.346,0:04:25.225
讓阻尼器抵銷共振

0:04:25.225,0:04:28.536
以自然頻率消除振盪

0:04:28.536,0:04:30.303
來降低振動

0:04:30.303,0:04:33.835
結論：不是最堅固[br]而是最聰明的建築物

0:04:33.835,0:04:35.477
可以屹立不搖