發生地震時,高樓層和低樓層哪個更安全?各有利弊

我國地處地震帶上,是一個地震頻發的國家,以世界陸地面積的7%,囊括了三分之一的大陸強震。我國境界每年都會發生許多次不同等級的地震。我國據記載,20世紀以來,中國境內共發生6級以上地震近800次,遍佈全國除貴州、浙江兩省和香港特別行政區以外所有地區。

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在這個9月,目前為止,四川瀘州市瀘縣、臺灣台東縣、花蓮縣又相繼發生了6級以上的地震。

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地震本身並不致命,可怕的是,地震引起的房屋倒塌造成的嚴重傷亡。據統計,在世界範圍內的130次大地震災害中,90%~95%的傷亡是由於建築物倒塌造成的。

而現如今繁華的都市中,建築普遍都是高樓林立,且越造越高,越來越多的人身居高樓之中。如果地震來臨,在同樣的房屋抗震等級下,到底是在低樓層還是高樓層更安全,逃生機率更高一些呢?

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地震與建築物倒塌

地震來臨時建築物倒塌並非由於地面裂縫,而主要是因為共振。要知道任何物體都有它固有的頻率,固有頻率是由物體自身的因素(質量、外形、材質、密度等)決定的。

在外力的作用下使物體發生受迫振動,如果外力的頻率跟物體的固有振動頻率相近時,就會導致物體振盪幅度發生明顯改變,那麼就會引發共振現象。也就是說,共振現象就是一個物體(或系統)的振動引起另一個頻率與之相同的物體(或系統)發生振動的現象,持續性的共振會導致振動幅度越來越大。

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地震也有自己的頻率、週期及振幅。而當地震波的振幅與建築物的固有振幅接近或者相同時,就會產生共振。如果地震的持續時間長,建築物受地震波被迫震動的擺動幅度就會急劇增加,出現晃動,能量越來越大,就會增加建築物倒塌的機率。

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不要以為低層建築在地震中就比較不容易倒塌,其實如果一棟低層建築的固有振幅碰巧與地震波的振幅“合拍”,那麼地震對其的震動影響也會十分強烈,從而引發倒塌。

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建築物自身的振動週期與其結構的質量及剛度等自身屬性有關。一般建築,高度越高,結構基本自振週期長,頻率就低;高度越低,結構基本自振週期短,頻率就高。

而地震對房屋的破壞程度,也與樓房建築所在的地域土地軟硬程度有關。一般來講,

若是在堅硬的土地上,地震波週期較短,與低矮樓房的自有震動頻率接近,這將會導致低矮房屋更容易與地震產生共振而加重房屋震害;

如果是在鬆軟的場地上,地震波的週期較長,和高層建築的週期較相近,所以高樓的擺動幅度較大。

如今的小區,高層越來越多,一旦遇上地震,在同樣的房屋抗震等級下,到底是高樓層還是低樓層更為安全呢?

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地震時高層與低層,哪個更安全?

研究發現,大地震來臨時,從地面開始晃動到房屋倒塌之間,僅有12秒的時間,這也被稱為“黃金十二秒”。這對於身居低層的人來說,如果撤離速度夠快,透過安全逃生通道還是有一線逃生的機會的。但如果跑不出去,有的人甚至來不及反應,大樓坍塌後,低樓層的人將會被埋在更深的位置,獲救的機率也就更低。

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其他樓層在地震時,電梯太危險,是不能乘坐的,必須要從樓梯逃生,距離較遠,而且地震的晃動會加劇逃生人群的恐慌心理,奔跑求生時因震動變得更加困難。因此短短12秒的時間根本不足以讓居住在高樓層的人順利逃離,只能原地躲避。

不管是高樓層還是低樓層,在強度大的地震中,並沒有誰比誰更安全,而是各有利弊。

高層建築物在遇到地震時,一般來說,高樓層人員根本沒有逃跑的機會,而樓梯倒塌時高樓層受到的衝擊力要比低樓層大,但在倒塌埋藏的深度較小,獲得救援的機率比較大;而低層建築除了要面對自身的坍塌和地面的陷落,還有可能會受到周圍高層樓梯的填埋,低樓層損毀的程度相對更深,不過如果反應及時,也是有可能在樓梯倒塌之前全身而退的。

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不過呢,我國早就對地震多發區的建築物的抗震能力提出了要求:小震不壞,中震可修,大震不倒。高層建築在設計與建造時都必須按照嚴格的抗震標準執行,大多數高樓具有較強的抗震能力,在8級地震來臨時能夠做到屹立不倒。

只要是按照規定建造的符合抗震設防標準的樓房,如果房屋質量上沒有問題,無論是高樓層還是低樓層,在地震中是可以支撐住的,都是比較安全的。

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我國曆次大地震中,房屋倒塌率最高、震害損失最大大多都發生在農村地區,主要原因就是農村房屋的抗震效能不足,農村房屋建設相關的抗震規範不多,缺乏正規的抗震設計,房屋施工質量不達標,不符合抗震設防標準,抗震性比較差。

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對此,國家也在對有些農村地區的房屋,積極地進行合理評估和加固,以減輕地震帶來的損害。