首頁>地震與樓房振動>建築物的外觀形狀與耐震性>扭轉現象-建築物的勁心與重心 | |||||
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● 什麼是「勁心」? 用手指輕推放在桌上的直尺,如果推動的點位於直尺中點,直尺會「移動」,但如果施力的位置不在直 尺的中點,直尺會「轉動」兼「移動」。 |
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以下利用鞦韆說明什麼是「勁心」。正常鞦韆的兩條繩索粗細相同,手指輕輕碰觸木板的中點,鞦韆筆 |
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手指輕輕碰觸木板側邊,木板發生移動與轉動,所以這個碰觸點不是鞦韆的勁心。 | |||||
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如果繩索粗細不一,勁心的位置會偏移。手指輕輕碰觸木板的中點,木板發生移動與轉動,因為勁心已 不在木板中點。 |
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手指試著輕輕碰觸木板上其他位置,直到找出使木板筆直移動的點,那一點即是勁心。所以,勁心的位 置是由兩條相對粗細的繩索決定的,而且是位於靠近粗繩索的那一側。 |
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● 勁心和重心位置不同,造成扭轉 |
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推動鞦韆橫桿,使鞦韆運動。如果繩索的粗細一樣,勁心與木板板的重心位於同一點,木板以筆直的路 徑移動;如果繩索粗細不一,勁心往較粗的一方偏移,此時勁心和重心不在同一點,木板會移動並扭轉。 |
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影片來源 :國家地震工程研究中心 | |||||
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建築物在地震時的受力情形,就如同推動橫桿讓鞦韆擺動一樣。造型簡單對稱的建築物,勁心和樓板重心 同樣位於中心點,地震時建築物單純地左右搖晃,並不會發生扭轉。 |
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造型簡單對稱的建築物,勁心和重心在同一點,地震時,建築物單純地左右搖晃 |
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如果建築的樓板形狀對稱,但柱子粗細不同,勁心與重心不在同位置上,地震時建築物除了左右搖晃外, 還容易發生扭轉。 |
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勁心和重心不在同一點,地震時,除了左右搖晃外,建築物還會發生扭轉行為 | |||||
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同樣的原理,斜坡上的建築物如果一側為長柱,一側為短柱,地震時,建築物同時發生移動與扭轉。 |
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● 勁心和重心位置相同,可以避免扭轉 外型不對稱的建築物,地震時一定會發生扭轉行為嗎?事實未必如此﹗只要讓勁心和重心的位置一致, 就能避免扭轉行為發生。以平面形狀為等腰梯形的建築為例,因樓地板不對稱而造成重心偏移。若加粗部份 柱子,調整勁心位置,使勁心和重心一致,即可避免建築在地震時發生扭轉。 然而建築物的形狀越複雜,欲使勁心和重心一致的工程計算與工程實務難度越高,容易因少許誤差造成 意外的扭轉,而不利於建築的耐震性。因此工程師建議購屋時,最好是選擇外型簡單對稱的建築物。 |
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