Re: [問卦] 建築物的一樓如何承受重力
※ 引述《cuteme5566 (高大你家人)》之銘言:
: 不用罵了,我文組
: 是想問有些建築蓋超高
: 35樓40樓的
: 那這樣一樓不是要承受上面樓層的重力嗎
: 那為毛一樓的大小又可以跟上面樓層一樣
: 不會被壓爆嗎
: 有八卦?
路過看到這篇文章,剛好跟自己所學有關,分享一些個人心得供參考:
一個三四十層建築的底層柱確實承受非常巨大的壓力,破千噸以上
但以柱子的尺度來講,通常能控制1.5m x 1.5m左右
再大當然更安全,但是做建築的會跳腳
這時候柱子的尺寸確實跟高聳的建築看起來有點不成比例
而底層柱之所以不會潰敗,除了仰賴材料強度的提升外
亦歸功於許多力學專家研究的結果
其中確保安全的秘密在於"圍束力"
https://imgur.com/S0UMbLr
上圖為這次世大運舉重破紀錄的選手郭婞淳,破紀錄的那一瞬間真的看得很熱血沸騰
細看這張圖片會發現郭綁著很粗的腰帶,不只是郭很多舉重選手都是如此
綁著粗厚的腰帶主要是為了保護腰部脊椎,確保在用力時脊椎不會因為角度不正確而傷到
從這點我們可以意識到一個簡單的道理
"軸向(舉重的方向)強度要發揮,要提供足夠的側向保護(腰帶)"
這就是力學中所謂的"圍束力"
柱子耐不耐重跟舉重的例子很相似
一支柱子的強度要穩定發揮,必定要有很好的側向保護
而在鋼筋混凝土的構造中,扮演提供側向保護就是所謂的"箍筋和繫筋"
前者是在混凝土外圍繞一圈提供保護
後者是在混凝土核心內拉住混凝土提供圍束
可參考下圖示意
https://imgur.com/S41yegn
簡單說:
柱子的繫筋猶如舉重選手的腰帶!
而耐不耐震則是更艱難的問題:
建築物受到地牛翻身搖啊搖,外圍混凝土是很容易剝落的
這種情況猶如選手舉重時腰帶沒扣好,可想而知後果會很慘烈
力學專家發現要減少混凝土的剝落及繫筋的效果,要做"耐震彎鉤"
所謂耐震彎鉤其實就是鋼筋彎折的角度由90度改為135度,上圖中有範例
同時也需要箍筋及繫筋的間距要小於一定的範圍,才有效果
921大地震後鑒於原本柱子的設計及施工要求不夠嚴苛而導致嚴重震損
https://imgur.com/drsFSOi
所以震後法規趨向嚴格翻修了一次,可謂一個分水嶺
後面雖然法規偶有變動但都沒這次大
上述有提到的耐震彎鉤也放入法規中,這對確保建築安全是很重要的
包跨這次台南地震倒塌的維冠大樓亦為921前法規設計之房子
所以如果買房時有選擇能力,盡量還是以民國90年後的房子為主
我不是說所有老房子都有問題
只是光就法規的層面來看,確實前後的差距很大喔!
對細節有興趣的朋友可延伸閱讀國家地震工程研究中心的網頁
https://www.ncree.org/SafeHome/ncr04/pc3_3.htm
以上
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(回應TokyoHard提問)
這其實是設計與施工考量下折衷的結果
下次您若有機會路過工地,在還沒立柱模板前,您會看到柱筋立在工地
因為箍筋及繫筋都是後套的,所以一邊90度彎鉤+一邊135度彎鉤才是施工上較為可行的
你可以自己用手比比看兩邊都是135度彎鉤是套不進去的
但繫筋90度彎鉤確實是不好
所以作為折衷專家的建議是兩者交互配置,上圖中就有範例了!
※ 編輯: likarl (36.227.72.126), 10/15/2017 00:51:22
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