不同强度的地震,对不同材料的建筑都有什么影响?模拟还原真相

科普记 2024-01-06 17:01:46

2024年1月1日,日本本州西岸近海发生了7.4级地震。截至1月3日上午8点,地震已造成62人死亡。

通过中国地震台网,回顾2023年12月份,会发现全球发生6级以上地震的次数多达13次,其中就有甘肃临夏州积石山县的6.2级地震。

说到这,我突然很好奇我们现在居住的房屋抗震性究竟怎么样?今天我们就来对比一下。

首先,选取钢材、木材、混凝土和砖块,这4种常见的建筑材料,来模拟在不同震级下的抗震表现。

由于5级以下的地震属于弱震程度,造成的影响是室内的东西摇晃出声,不太可能会有大量损失,估计每年都会发生约6200次,所以我们的模拟就直接从5级地震开始。

5级震感属于中级地震,它会对建造不佳或者偷工减料的建筑物,造成大量破坏。但对建造优良的建筑物只会有少量损害,每年约发生800次。例如2021年5月23日,印尼塔劳群岛发生的5.5级地震。

在5级地震的震感下,这四种材料的房屋都没有什么变化,只是稍稍摇晃,钢材结构房屋内的桌椅也在伴随着摇晃。

接着是6级强级地震,它可摧毁方圆160公里以内的居住区,每年约发生120次。例如2023年12月19日,甘肃临夏州积石山县发生的6.2级地震。

可以看到6级震感下的房屋依旧没什么变化,只不过摇晃的更加明显了。

接下来是7级甚强级地震,它可对更大的区域造成严重破坏,每年约发生18次。例如开头提到的日本7.4级地震。

在7级震感下,砖块建筑在坚挺了几秒钟后,不堪其扰从底部开始坍塌,紧接着整栋建筑也随之倾倒。

接着是每年约发生1次的8级极强地震,例如2008年5月12日,汶川映秀发生的8.0级大地震。

砖块建筑根本抵挡不住直接坍塌,紧接着一旁的混凝土建筑中间楼层,也出现了不同程度的内塌。

接下来就到了9级以上的超强级地震,这种震级的地震约每20年会发生1次。在9级震感下砖块建筑瞬间坍塌,随后混凝土建筑也随之断裂倾倒,不过还保留着最外围的框架。

在10级地震下两者更是招架不住,在摇晃了两下之后就倒塌了。

接着再来模拟11级地震,同样是砖块和混凝土结构的建筑无法承受,这次坍塌的更是支离破碎。

最后12级地震,木材结构终于招架不住朝一旁倾斜了,坚持了几秒钟后还是坍塌了,只不过还保留着大致框架。最终只有钢材结构的建筑坚挺到了最后。看来,钢材的抗震能力要比其他材料强得多。

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