地震波
与之相比 ， S波对地表建筑的影响最大 ， 损害结果也最高 。 简单的解释是因为 ， P波的能量传递是沿它们行进的相同方向进行挤压和扩展 ， 而S波则是上下和来回进行晃动 。 因此 ， 对于建筑物来讲 ， S波的活动是造成地震灾害的主要原因 。
那么地震波又是如何影响建筑物 ， 最终导致建筑物倒塌的呢？
因地震倒塌的房屋
共振对高低层建筑的不同影响关于地震对建筑物的影响 ， 这主要涉及到机械共振的影响 。 共振的出现主要在物体被施加了周期性的频率波动时 ， 当它接近或者等于作用系统的固有频率时 ， 共振便会发生 。
机械共振也是如此 ， 它主要体现在物体固有频率的匹配和能量的吸收变化 。 通常影响这种现象的主要来自于驻波变化 。
驻波图示
最常见的驻波震动便是在弦乐乐器上 ， 例如吉他弦的振动会逐渐形成一个连续体 。 当以特定频率驱动固定长度的弦时 ， 波会以相同的频率沿着弦传播 ， 再从弦的末端进行反射 ， 最终形成稳定的状态 。
如果这种能量波在两个方向传播 ， 它们的波形是叠加的 。 并且在许多情况下 ， 这些系统下的频率共振会因其固定位置形成具有大幅度振荡的驻波 。
吉他通过弦的震动产生音乐
现在让我们回到建筑物上面来 ， 当地震出现时 ， S波传递到建筑物中 ， 建筑物也会跟着这种能量波进行一定频率的来回晃动 。 当建筑物的自然振动频率和地震的振动频率逐渐因能量反射进行波形叠加时 ， 共振就会出现 。
一旦建筑物出现共振 ， 共振传递的能量便会破坏整体结构 ， 从而促使建筑倒塌 。 由于低层建筑在受到能量传递时接触的时间和频率 ， 以及反馈变化是最直接最完整的 ， 因此低层建筑受到的影响最大 。
敲击音叉可以观察到共振现象
相比之下 ， 高层建筑因为能量波的回馈传递需要一个过程 ， 并且能量会在传递中递减 ， 因此高层建筑受到的影响较小 ， 从而可以减轻共振带来的影响 。
另外 ， 刚才也提到能量波的反射叠加会造成更大的能量聚集 ， 因此这种共振现象在被放大后 ， 底层的建筑会最先受到威胁 ， 然后建筑从底层倒塌 ， 最后是高层住户 。
从图中可以看到 ， 底层受到的破坏最严重
如果一定要说哪一层更加安全 ， 这也是相对来讲 。 一般对于高层建筑而言 ， 1~3层的住户受到的影响是最大的 ， 其次是10~15层以内 ， 然后越往上相对受到的影响越小 。
不过这也并不是说高层建筑就一定比低层建筑安全 ， 事实上 ， 这种状态还要看具体的地震影响 。 如果建筑受到了粉碎性破坏 ， 那么高低层则没有任何区别 ， 并且高层建筑在倒塌的过程中会产生更大的能量释放 ， 由此带来的坠落会造成二次伤害 。
地震时不可直接从高楼跳下
只是相比之下 ， 倒塌后的建筑是高层在外 ， 底层在内 ， 对于救援任务来讲更容易获救 。
不过我们也不必太过于悲观 ， 事实上 ， 工程师在设计高层建筑时都考虑到了这种驻波影响和共振危害 。
因地震倒塌的高层建筑
建筑物是如何完成抗震的呢？以我国的建筑环境来讲 ， 国内大多数高层建筑都以框架-剪力墙进行建造 ， 它被分为剪力墙结构和框架结构 。
框架结构可以把它理解成楼房的骨架 ， 是承重体系中的一个主体结构 ， 它由梁架和柱子共同组成一个基本框架 ， 而剪力墙主要用钢筋混凝土墙板来填补框架之间的空缺 。
框架剪力墙结构
通过两种结构的融合 ， 框架-剪力墙能够抵抗较强的水平侧向移动 ， 并且钢筋混凝土使得它有较大的刚度 ， 抗剪能力较强 ， 同时这种结构设计还可以较大程度的减轻楼房的自重 。
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