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為甚麼地震時建築物會倒塌？- 薇薇V.梅

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    地震一直以來都是可怕的現象
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    因為我們的城市變大
    同時也變得更加危險
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    其中最危險的是倒塌的建築物
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    為甚麼建築物會在地震時倒塌呢
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    又該如何預防呢
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    如果你看過很多災難片
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    你可能會有個想法
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    建築物倒塌
    是底下的地面所造成的
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    地面劇烈地顫動甚至裂開
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    但是這不全然是地面所造成的
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    一方面是大多數建築物
    並不會座落在斷層線上
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    而且板塊的移動處
    比建築物的地基還要更深得多
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    那麼甚麼才是真正的原因呢
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    實際上地震對建築物的影響
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    是更複雜的
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    建築師和工程師利用模型來理解
    地震對建築物的影響
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    像是二維陣列
    代表立柱和橫梁
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    或是以單根棒棒糖狀的圓球
    來代表建築的質量
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    即使把模型簡化成這種程度
    這些模型還是相當有用
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    這些模型還是可用來預測建築物
    對地震的反應
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    主要是物理的問題
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    大多數發生坍塌的地震
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    實際上並不是由地震本身所引起
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    當地殼在建築下方移動時
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    它取代了地基與較低的樓層
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    該結構的其餘部分通過餘波
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    並使其來回振動
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    振盪的強度
    取決於兩個重要因素
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    建築物集中在底部的質量
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    還有其剛性
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    後者是造成某種程度移位的力量
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    加上建材和柱子的形狀
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    剛性與建物高度關係極大
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    較低的建築物比較堅硬
    移動程度較小
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    較高的建築物移動性就比較高
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    你可能想那解決的方法就是
    蓋低一點的建築物
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    它們的搖動會比較小
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    但是在1985年墨西哥市地震
    證明並非如此
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    在那次地震中
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    許多6到15樓的建築物倒塌
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    奇怪的是，附近較低的建築物沒倒
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    15樓以上的建築物也較少受損
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    那些倒塌的中型建築物
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    搖擺的程度比地震的振幅還大
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    為什麼呢
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    答案是［自然頻率］
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    在一個擺動的系統裡面
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    頻率是一秒內來回擺動的次數
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    這是週期(擺動一次的秒數)的倒數
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    建築物的自然頻率
    由它的質量和剛性決定
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    是它振動集中的頻率
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    當建築物的質量增加
    自然頻率會降低
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    當剛性增加時，振動也會加快
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    以一個公式來表現這些之間的關係
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    剛性和自然頻率成正比
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    質量和自然頻率則成反比
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    墨西哥市地震是共振的结果
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    地震波的頻率
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    正好與中型建築物的
    自然頻率相同
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    正如在鞦韆的最適合點推一下
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    接下來的每一個地震波擴大了
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    建築物往同一方向的震動
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    造成它更加往那個方向擺動
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    最後達到比原來更大的移位
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    現今，工程師、地質學家
    和地震學家共同合作
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    在建築物現場預測地震振動的頻率
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    以預防共振引起的倒塌
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    他們考量土壤與斷層的類型
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    並參考以往地震的數據
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    低頻的振動對較高及
    較有彈性的建築物
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    傷害性較強
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    反之，高頻率的振動威脅到的是
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    較低與高剛性的建築物
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    工程師採用創新的系統
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    既能吸收振動
    又可防止建築物變形
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    建物與地基之間
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    與用彈性層加以隔離
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    讓阻尼器抵銷共振
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    以自然頻率消除振盪
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    來降低振動
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    結論：不是最堅固
    而是最聰明的建築物
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    可以屹立不搖
Title:
為甚麼地震時建築物會倒塌？- 薇薇V.梅
Description:

查看完整的課程：http://ed.ted.com/lessons/why-do-buildings-fall-in-earthquakes-vicki-v-may
地震一直以來都是一個可怕的現象，它們已經變得更加危險，因為我們的城市變大了 —其中最危險的，是倒塌的建築。為甚麼建築物會在地震時倒塌？以及該如何預防？薇薇V．梅解釋了為什麼不是最堅固的而是最聰明的建築物可以屹立不搖。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:52

Chinese, Traditional subtitles

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