# 地震时大楼的晃动实际上是可以起到保护大楼的作用，为什么？ By [enemy](https://paragraph.com/@enemy) · 2022-10-13 --- 谢邀。确实是如此。其实不只是地震的时候，即使是没地震的时候，在风的作用下，超高层建筑也在不停的晃动，只不过幅度没有那么明显。 举个例子，你站在公交车里，没抓扶手，公交车突然从静止开始急加速，你会不由自主的往后仰，甚至有可能摔倒。这个例子里，你就是一栋建筑物，急加速就是一次地震。因为公交车急加速对公交车地板上的你带来了加速度，你的腿部跟着公交车开始加速，但是上半身还处于惯性状态下的静止，所以你就会往后仰。反过来，急刹车的时候你会往前倾，也是一样的道理。 地震中建筑物的晃动也是如此，只不过比这个例子要复杂的多，牵扯到多个水平方向和竖向的加速度，有点类似公交车不停的交替急加速和急刹车，同时还在急转弯，此外路面还不平，公交车还在上下颠簸。 抗震的本质，是要把地震带来的巨大能量消耗掉。地震震中地层的断裂或者其它，释放出了巨大的能量，这些能量通过地震波传递到建筑物。如何安全可靠的消耗掉这些能量，就是抗震的关键问题。质量巨大的建筑物在整体晃动，这个巨大的动能消耗，本身就能有效的耗散地震带来的能量。所以晃动的确是在保护建筑物。当然前提是，我们要保证建筑物不会在晃动中散架。也可以这么说，晃动是地震带来的必然结果。如果能够持续晃动，那么说明建筑物的抗震性能较好；如果不能持续晃动，“啪”的一声就折断了，或者“哗啦”一声就坍塌了，那么就没有可靠的抗震性能。 建筑物的整体性是抗震性能很重要的一方面，部分也是由于这个原因。比如普通的砌体结构，砖头垒的，就像一摞书，一晃就散架；带构造柱、圈梁的砌体结构，就像一摞书外面又用绳子捆了起来，所以不太容易晃散架；更好的则是混凝土剪力墙，整体现浇的，所以更不容易散架。同样的对比，现浇混凝土楼板要好一些，因为整个是一块，不容易散架；而在国内“臭名昭著”的预制板则相对要差一些，因为是一块一块拼起来的，所以比较容易晃散架。 如果地震带来的能量特别大，就需要额外的耗能手段。最常见的就是构件破坏，比如剪力墙连梁裂缝、框架梁梁端裂缝。让钢筋混凝土连梁出现彻底裂缝需要很大的能量，而地震能量恰好被消散在了这上面。再进一步，连梁都裂完了，开始裂剪力墙，让剪力墙出现彻底的裂缝需要更大的能量，等剪力墙开裂的不成样子了，地震能量消耗的也差不多了。 事实上，这也是混凝土连梁这一类构件的使命。它们的作用就是地震的时候开裂、甚至断裂，它们就像保险丝一样，牺牲了自己，保护了其它构件。很多人装修自家房子的时候，在连梁上打洞，甚至敲掉一半或者更多。虽然平时没有任何问题，但这相当于把保险丝给弄坏了。地震来了，本来该起作用的保险丝没能消耗所应该消耗的能量，早早的就不行了，那么剩余的地震能量可能就要危及那些重要的非“保险丝”构件了。 这两张照片引自钢结构论坛zlfwto老师的这个帖子：框架、框架剪力墙、底框结构的震害（都江堰） 上面一张就是混凝土连梁在汶川地震中的裂缝，下面一张是混凝土框架梁的梁端裂缝。因为地震的能量消耗在了这上面，所以其它构件承受的伤害就少一些。连梁和框架梁，起到了类似“防火墙”的作用。而抗震设计的目的之一，就是精心的、故意的让巨大的地震能量耗散到这上面，而不是其它部位。 其它类似的例子还有狗腿式削弱梁端，常见于美国的钢框架设计，梁端故意做成一个狗骨头式的形状，类似卫生纸卷纸的那种易撕口，同样也是一个“保险丝”的作用。地震能量来了，它们第一个破坏，形成塑性铰，消耗掉大量的地震能量，从而让其它更重要的构件免遭破坏。 如果这些“保险丝”构件的开裂破坏还不足以消散地震能量，那我们还可以考虑让整个建筑物晃动所消散的能量更大。常见的就是各种阻尼器，比如这个答案 高层建筑物通常会用哪些手段抗风抗震？中提到的粘滞墙。这些特殊装置内部有粘滞系数很大的油或者其它类似液体，建筑物的晃动连带着他们的运动，而它们跟随建筑物晃动需要克服自身巨大的粘滞力，地震能量就都耗在这上面了。或者建筑物楼顶放一个巨大的质量调节阻尼器，比如大铁球、大水箱之类的，在消耗地震能量的同时，尽量降低建筑物的晃动程度，避免其它构件因为变形过大而散架。 --- *Originally published on [enemy](https://paragraph.com/@enemy/9fPKTTdkGyTIRUZi4wEL)*