專技高考-建築師建築結構104 年第 2 題單選題
某地區之土層振動週期約為1.1秒,就正常樓房而言,則下列那一種樓層數之建築物最容易出現共振效應?
B正確答案
建築物自然週期約等於 N/10 秒(N為樓層數),土層週期 1.1 秒對應約 11 層樓最易共振。
為什麼答案是 B
10 層樓自然週期約 1.0 秒,最接近土層振動週期 1.1 秒,兩者頻率吻合時會產生共振效應,地震時震害最嚴重。
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完整詳解
Pro · 無限重點 建築物自然週期約等於 N/10 秒(N為樓層數),土層週期 1.1 秒對應約 11 層樓最易共振。
口訣:樓層數 ÷ 10 ≈ 建築自然週期(秒)。土層週期 1.1 秒 → 找 11 層 → 選 10 層最接近。
逐選項分析
A✕
5 層樓自然週期約 0.5 秒,與土層 1.1 秒差距大,不會產生共振。屬於短週期剛性建築。
B✓ 正確
10 層樓自然週期約 1.0 秒,最接近土層振動週期 1.1 秒,兩者頻率吻合時會產生共振效應,地震時震害最嚴重。
C✕
30 層樓自然週期約 3.0 秒,遠大於土層週期,屬於長週期柔性建築,不會與此土層共振。
D✕
50 層樓自然週期約 5.0 秒,週期過長,與 1.1 秒土層完全不匹配,不會共振。
建築物自然週期估算(T ≈ N/10)
| 樓層數 | 自然週期(秒) | 與土層1.1秒比較 | 共振風險 |
|---|
| 5 層 | 約 0.5 | 差距大 | 低 |
| 10 層 | 約 1.0 | 最接近 | ★最高 |
| 30 層 | 約 3.0 | 差距大 | 低 |
| 50 層 | 約 5.0 | 差距極大 | 極低 |
考生易誤以為「樓越高越容易搖晃就越容易共振」,其實共振是「週期匹配」問題。高樓週期長、低樓週期短,要與土層週期接近才共振。土層 1.1 秒對應中樓層(約 10 層)最危險。