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结构的“第一平动自振周期”和“第一扭转自振周期”

简单说,结构的 “第一平动自振周期” 就是建筑左右或前后晃得最厉害、最容易出现的那个晃动周期,

“第一扭转自振周期” 就是建筑绕中心旋转晃得最厉害的那个周期,前者是 “平移晃”,后者是 “转圈晃”。


🔍 “平动” 和 “扭转”

平动:就像你站在原地,左右来回平移(不转身),建筑的平动就是左右或前后直线晃动,比如风吹过时高楼 “摆来摆去”。

扭转:就像你站在原地,绕着自己的身体中心转圈(不前后左右动),建筑的扭转就是绕着它的 “重心” 旋转晃动,比如某个角往前晃、对面的角往后晃。

 第一平动自振周期:建筑 “最爱” 的平移晃法

“第一” 和 “自振周期” 可以这么理解:

“第一”= 最容易发生、晃动幅度最大

建筑可能有很多种平动方式(比如小幅度快晃、大幅度慢晃),“第一平动” 就是它 “最擅长” 的那种 —— 用最小的力就能晃起来,而且晃得最明显。

比如瘦高的写字楼,最容易左右慢晃,这个慢晃的周期就是 “第一平动周期”。

“自振周期”= 晃一次的时间

就像你荡秋千,从最左边晃到最右边再回到左边,算 “晃一次”,这个过程花的时间就是 “周期”(比如 2 秒)。

建筑平动时,从左晃到右再回左的时间,就是它的平动自振周期。

总结:建筑 “天生” 最容易左右 / 前后晃的那种方式,晃完整一次需要的时间,就是第一平动自振周期。

 第一扭转自振周期:建筑 “最爱” 的转圈晃法

和平动逻辑类似,重点在 “扭转” 这个动作:

“第一”= 最容易发生的旋转晃法

建筑如果形状不对称(比如 L 形、T 形),或者重量分布不均(一边重一边轻),就容易绕中心旋转晃。

“第一扭转” 就是它最容易出现的旋转晃法,幅度最大、最需要警惕。

“自振周期”= 转一圈(或晃一次)的时间

比如建筑的左上角往前晃、右下角往后晃,再回到原位,这个完整旋转晃动过程花的时间,就是扭转自振周期。

总结:建筑 “天生” 最容易绕中心旋转晃的方式,晃完整一次需要的时间,就是第一扭转自振周期。

对比维度 第一平动自振周期 第一扭转自振周期
晃动方式 左右 / 前后直线平移(不转圈) 绕建筑重心旋转(像拧毛巾)
常见建筑 形状规则、对称的建筑(比如正方形写字楼) 形状不对称、重量不均的建筑(比如 L 形住宅楼)
核心特点 大多数建筑的主要晃动形式 易导致结构局部破坏(比如角部构件开裂)

📢 为什么要关注这两个周期?

简单说就是 “怕共振”—— 如果地震波的周期和建筑的自振周期接近,建筑会晃得特别厉害(就像秋千被按节奏推,越晃越高)。

比如地震波周期和建筑平动周期接近,会让建筑大幅平移;

和扭转周期接近,会让建筑剧烈旋转,都可能引发倒塌风险。

所以设计时必须算准这两个周期,避免共振。

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