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不倒屋. 由卓伯鴻&黃靖倫研究製作. 動機. 台灣位於地震帶,地震頻繁,蓋堅固的房子是很重要的,希望能研究出耐震的房子。. 目錄. 地震級數面面觀 地震級數表格 地震帶 堅固的建築----大奇觀 防震系統的剖析 建築材料----建房子的開始 堅固的模型 ---- 實驗過程一級 地震二級 地震三級 地震四級 地震五級 結論及參考資料. 地震級數面面觀. 芮氏規模是地震波最大振幅以 10 為底的對數,並選擇距震央 100千米 的距離為標準。芮氏規模每 增強一級 ,釋放的能量約增加 31倍 。
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不倒屋 由卓伯鴻&黃靖倫研究製作
動機 台灣位於地震帶,地震頻繁,蓋堅固的房子是很重要的,希望能研究出耐震的房子。
目錄 • 地震級數面面觀 • 地震級數表格 • 地震帶 • 堅固的建築----大奇觀 • 防震系統的剖析 • 建築材料----建房子的開始 • 堅固的模型 ----實驗過程一級 • 地震二級 • 地震三級 • 地震四級 • 地震五級 • 結論及參考資料
地震級數面面觀 • 芮氏規模是地震波最大振幅以10為底的對數,並選擇距震央100千米的距離為標準。芮氏規模每增強一級,釋放的能量約增加31倍。 • 一般採用美國地震學家查爾斯·弗朗西斯·芮希特和賓諾·古騰堡(Beno Gutenberg)於1935年共同提出的震級劃分法 。
微震 0.8~2.5gal 人靜止時可感覺微小搖晃。 輕震 2.5~8.0gal 大多數的人可感到搖晃,睡眠中的人有部分會醒來。 電燈等懸掛物有小搖晃。 靜止的汽車輕輕搖晃,類似卡車經過,但歷時很短。 弱震 8~25gal 乎所有的人都感覺搖晃,有的人會有恐懼感。 房屋震動,碗盤門窗發出聲音,懸掛物搖擺。 靜止的汽車明顯搖動,電線略有搖晃。 輕震 2.5~8.0gal 大多數的人可感到搖晃,睡眠中的人有部分會醒來。 電燈等懸掛物有小搖晃。 靜止的汽車輕輕搖晃,類似卡車經過,但歷時很短。 中震 25~80gal 有相當程度的恐懼感,部分的人會尋求躲避的地方,睡眠中的人幾乎都會驚醒。 房屋搖動甚烈,底座不穩物品傾倒,較重傢俱移動,可能有輕微災害。 強震 80~250gal 大多數人會感到驚嚇恐慌。 部分牆壁產生裂痕,重傢俱可能翻倒。 汽車駕駛人明顯感覺地震,有些牌坊煙囪傾倒。 烈震 250~400gal 搖晃劇烈以致站立困難。 部分建築物受損,重傢俱翻倒,門窗扭曲變形。 汽車駕駛人開車困難,出現噴沙噴泥現象。 劇震 400gal以上 搖晃劇烈以致無法依意志行動。 部分建築物受損嚴重或倒塌,幾乎所有傢俱都大幅移位或摔落地面。 山崩地裂,鐵軌彎曲,地下管線破壞。 地震級數表格
地震帶 地震帶名稱 地點 環太平洋地震帶 在太平洋周圍沿大陸邊緣。西從阿留申群島起,經千島群島、日本、琉球、台灣、菲律賓、印尼至紐西蘭。東從阿拉斯加起,經北美和中南美洲西海岸,直至安第斯山南端。 歐亞地震帶或稱地中海地震帶 從地中海北岸開始,包括意大利半島、西西里島,經土耳其、伊朗、巴基斯坦、印度北部,直至中國康藏邊境。此帶又分支伸入新疆,轉甘肅、陝西。 中洋脊地震帶 在各大洋洋脊處,如大西洋、印度洋、東太平洋、北極海等洋脊、海嶺等。
名稱 建築師名稱 主要材料 理念 地點 高度 興建時間 圖片 台北101 李祖原 鋼骨 TAIPEI 101為世界首創的多節式摩天大樓。李祖原崇尚東方古典藝術,擅長將東方元素與西洋建築融合為一,TAIPEI 101便是此種概念下的代表作。 台北市信義區 508公尺 101樓 1998年1月 泰姬馬哈陵 法、義、土等國的建築師 白色大理石 國王為皇后所建的陵墓 在離新德里200多公里的亞格拉城內,亞穆納河右側 1631年 金字塔 埃及人 大石塊 金字塔源於埃及法老幻想成為永久的統治者,顯示其權威,多為自己建造巨大的金字塔。 在埃及現有80座,開羅有70多座 最高有146.6米 堅固的建築----大奇觀1
堅固的建築----大奇觀2 中國長城 秦朝、漢朝、明朝 磚、瓦、石灰 木料 長城既是農耕民族的防禦前線,也是向游牧民族發動反擊的前進基地。 中國 東起鴨綠江邊的虎山長城,西至嘉峪關,全長7,300多公里長城平均高6-7米、寬4-5米 BC214年開始建造 毛索洛斯墓廟 兩名希臘設計師設計 白色大理石 摩索拉斯和他的妻子修建的。 土耳其西南地區 45米高 BC 353 以毀於公元15世紀初毀於大地震。 羅得斯島巨像 Chares 以大理石建成,再以青銅包裹 愛琴海,希臘羅德港 33米 BC 282 但公元前226年的大地震卻把這幢偉大巨像推倒。 羅得斯島人的守護神 法洛斯燈塔 Stores 白色石灰石或大理石建成。 埃及的亞歷山卓港附近的法洛斯島 它至少有122米高 BC 300 14世紀大地震徹底摧毀了它。 紀念亞歷山大的卓越
防震效果整理表 台北101 泰姬馬哈陵 金字塔 中國長城 毛索洛斯墓廟 羅得斯島巨像 法洛斯燈塔 防震措施方面,台北101採用新式的「巨型結構」(megastructure),在大樓的四個外側分別各有兩支巨柱,共八支巨柱,每支截面長3公尺、寬2.4公尺,自地下5樓貫通至地上90樓,柱內灌入高密度混凝土,外以鋼板包覆。 為了因應高空強風及颱風吹拂造成的搖晃.大樓內設置了「調諧質塊阻尼器」(tuned mass damper,又稱「調質阻尼器」),是在88至92樓掛置一個重達660公噸的巨大鋼球,利用擺動來減緩建築物的晃動幅度。 泰姬瑪哈陵在打地基時先挖了18個水井,井裡以一層石頭,一層柚木的方式,讓地基層層疊起,具有防震的功能。 石頭和石頭間沒有任何縫隙。 很厚。 因為不堅固,所以倒塌。
建築材料---建房子的開始 • 鋼筋混凝土:混凝土+鋼筋 • 石材:抗拉力差,不宜用於過梁和樓板。 • 磚:有抗火、抗風化的特性,生產、運輸、砌築都較方便。 • 木材:較其他天然材料易於採伐、運輸和加工,但缺點是易遭火災和蟲害。 • 鋼鐵:鋼的強度均勻,富有彈性,易於加工。 • 混凝土:防水、防火、抗壓力強(但抗拉力差),類似石料的製品。 • 鋼結構建築物:乃利用鉚接或焊接的方式,將鋼骨連結在一起構成一棟建築物。
實驗前提 實驗目的: 實驗各種材料的防震效果。 材料: 1.鋼骨40(以鐵、鋁罐代替) 2.竹筷52 3.吸管12(連接鋼筋) 4.樂高1包 5.膠帶 6.黏土 實驗過程: 木造屋:用竹筷做出骨架,用吸管連接,必要時也可用黏土。 磚造屋:用樂高做出骨架和地板。 鋼結構:以鐵、鋁罐做骨架用黏土接和。
堅固的模型 ----實驗過程 一級 地震
二級 地震
三級 地震
四級 地震
五級 地震
實驗結果 種類 防震效果(1級) 防震效果(2級) 防震效果(3級) 防震效果(4級) 防震效果(5級) 木造屋 一搖就倒 整體搖晃 一搖就倒 越來越快倒 一搖就倒 更快 一搖就倒 不堪一擊 一搖就倒 連建築物一起倒 4秒 52 3秒37 2秒63 1秒04 0秒58 磚造屋 不會倒 略有搖晃 不會倒 抖動 搖晃後即倒 一擊斃命 越來越快幾乎 連平台一起掉下 建築物摔爛 4秒75 3秒76 2秒18 鋼結構 不會倒 原封不動 不會倒 原封不動 不會倒 略有搖晃 略有搖晃 略有搖晃 8秒99 5秒77
結論 我發現較接近現代的建築比較有防震結構,可能是因為怕地震一來,房子全倒吧! 還有,現在的建材比較多樣化,以前的建材都是就地取材,這就是文明的勝利! 鋼結構果然是最堅固的,但是遇到很強的地震時還是會倒,可見現在沒有不會倒的建築,但是在未來我們就不知道了。其實以後還可以再研究建築結構。
心得 • 我們在蒐集堅固建築的資料時很難找到防震效果。 • 實驗中地震級數的大小很難控制,如果有可以控制大小的機器,那或許結果會更準確。 • 我們在做地震帶時曾遺失過檔案,雖然重做很麻煩,但我們也學乖了,以後都會存有備份,像最後一次雖然檔案不見了,好險有存備份。
參考資料http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%96%E9%A1%B5http://www.taipei-101.com.tw/ch/Tower/technology/01.asp參考資料http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%96%E9%A1%B5http://www.taipei-101.com.tw/ch/Tower/technology/01.asp
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