निचली मंजिलों की तुलना में किसी इमारत की ऊपरी मंजिलों पर भूकंप के झटके सबसे ज्यादा क्यों महसूस किए जाते हैं? क्या यह तृतीय श्रेणी के लीवर के साथ कुछ करना है?
निचली मंजिलों की तुलना में किसी इमारत की ऊपरी मंजिलों पर भूकंप के झटके सबसे ज्यादा क्यों महसूस किए जाते हैं? क्या यह तृतीय श्रेणी के लीवर के साथ कुछ करना है?
जवाबों:
पहला, आपका कथन सर्वत्र सत्य नहीं है। किसी इमारत के तल का मोशन ऊपरी मंजिलों में अधिक या कम हो सकता है। यह गति के प्रकार पर निर्भर करता है, भवन को अन्य अक्षों में स्थानांतरित करने के लिए कितना स्वतंत्र है, जहां आप भवन के द्रव्यमान केंद्र के सापेक्ष हैं, और क्या गति इमारत के किसी भी गुंजयमान आवृत्तियों को मारती है।
यदि गति एक गुंजयमान आवृत्ति को उत्तेजित करती है, तो गति संभवतः अधिक होगी जब आप उच्चतर होते हैं। उन बिल्ली के खिलौनों में से एक चित्र जिसमें एक छोर पर सक्शन कप है, उसमें से एक लचीली छड़ी और दूसरे पर नरम सामग्री की एक गेंद है। यदि आप सक्शन कप के छोर को थोड़ा बग़ल में रखना चाहते थे, तो आपकी गति सही आवृत्ति पर होने पर आप गेंद को अधिक गति दे सकते हैं।
जमीनी स्तर से ऊपर एक कम गति दिखाने के लिए, एक मेज पर कागज के एक टुकड़े पर बैठे एक लंबे पतले बॉक्स की कल्पना करें। यदि आप कागज को जल्दी से आगे और पीछे घुमाते हैं, तो बॉक्स के निचले भाग को स्थानांतरित करने के लिए, जैसा कि वह चाहता है, धुरी को छोड़ते हुए, बॉक्स के मध्य कम से कम आगे बढ़ेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि बॉक्स अपने केंद्र के द्रव्यमान के बारे में एक लीवर की तरह काम कर रहा है। "फर्श" पर जो द्रव्यमान के केंद्र से मेल खाता है, गति नीचे से छोटी है। गति फिर बड़ा हो जाता है फिर से वहाँ से जा रहा है।
इमारत की प्राकृतिक कंपन आवृत्तियों के साथ हार्मोनिक युग्मन, एक विशाल इमारत में ऊर्जा का अपव्यय, और कंपन मोड की विविधता जो युग्मन का अनुभव कर सकती है, कम मंजिलों या ऊपरी मंजिलों में अधिक या कम विस्थापन और अधिक या कम वेग का परिणाम हो सकता है। ऊपरी और निचले तल के बीच वेग या विस्थापन के बीच कोई सार्वभौमिक संबंध नहीं है।
इसके अलावा, भूकंप में दो प्रमुख प्रकार की तरंगें, S तरंगें और P तरंगें होती हैं। एस तरंगें प्रसार के लिए 45 डिग्री के कोण पर चलती हैं और धीरे-धीरे पी तरंगों के पीछे इस बिंदु तक गिर जाएंगी कि भूकंप वास्तव में दो चरणों में अलग हो जाता है। व्यक्तिगत रूप से इसका अनुभव करने के बाद, यह बताना वास्तव में आसान है कि क्या आप उपकेंद्र पर या बहुत दूर थे क्योंकि भवन की गति में परिवर्तन होता है और भूकंप के दो अलग-अलग शिखर होते हैं। आपको एक बहुत बड़े भूकंप के लिए एक भूकंपीय किलोमीटर की आवश्यकता नहीं है जो बहुत दूर है। दो तरंग प्रकारों का महत्व यह है कि वे अद्वितीय कंपन मोड को उत्तेजित कर सकते हैं, घुमा बनाम झुक सकते हैं, इसलिए एक इमारत के लिए एक सार्वभौमिक उत्तर भी नहीं है।
एक ऊंची इमारत यह कल्पना करने का सबसे आसान तरीका है कि जमीन और ऊपरी मंजिलों पर वेग और आवृत्ति कैसे जरूरी नहीं है।
नींव आमतौर पर अपेक्षाकृत तय होती है, हालांकि कुछ डिज़ाइन विभिन्न प्रकार के यांत्रिक बीयरिंगों के उपयोग के माध्यम से संरचना आंदोलन से जमीनी आंदोलन को हटाने का प्रयास करते हैं, जहां संरचना नींव से मिलती है। निश्चित नींव पर, भूकंप के अनुसार एक ऊंची इमारत चलती है। नींव भले ही भारी हो, लेकिन पृथ्वी अभी भी भारी है।
ऊपरी मंजिलों पर, यदि भवन गति के साथ सामंजस्य रखता है, तो यह ऐसा होगा जैसे कि किसी प्रकाश ध्रुव को उसकी प्राकृतिक आवृत्ति पर धकेल दिया जाए। आप इसे सबसे अधिक संभावना को तोड़ने के लिए प्राप्त करेंगे और शीर्ष पर गति गंभीर होगी।
ऊंची इमारतों में, आमतौर पर यह आवृत्ति भूकंप की आवृत्ति की तुलना में बहुत बड़ी होती है, इसलिए जब कुछ ऊर्जा जमा होती है, तो इसका बहुत कम संरक्षण होता है क्योंकि बड़ी संख्या में संरचनात्मक कनेक्शनों में सभी विनाशकारी हस्तक्षेप और अपव्यय होता है। खतरनाक इमारतें लगभग दस मंजिलों में होती हैं। इस से कम, इमारत भूकंप की तुलना में तेजी से कंपन करना चाहती है। इससे अधिक लंबा, भवन भूकंप की तुलना में अधिक धीमी गति से कंपन करना चाहता है। अत्यधिक ऊंचाइयों पर, ऊर्जा अपव्यय अधिक स्पष्ट हो जाता है क्योंकि हिस्टैरिसीस के माध्यम से बहुत अधिक यांत्रिक नुकसान होता है 2n या उच्च कंपन मोड के लिए बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है।
यहां इमारतों का वास्तव में अच्छा वीडियो है, जो भूकंप के बाद बहने वाली ऊर्जा का निर्माण करते हैं। ध्यान दें कि शीर्ष पर पार्श्व आंदोलन बड़ा है, लेकिन आप कल्पना कर सकते हैं कि बिल्डअप से संबंधित शीर्ष पर वेग तय नींव के सापेक्ष चरम नहीं हैं।