[問卦] 建築物的一樓如何承受重力

 標題  Re: [問卦] 建築物的一樓如何承受重力
 時間  Sun Oct 15 00:40:45 2017
───────────────────────────────────────

※ 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

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.227.72.126
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1507999250.A.CE1.html