O acoplamento harmônico com as frequências de vibração natural do edifício, a dissipação de energia em um prédio maciço e a variedade de modos de vibração que podem experimentar o acoplamento podem resultar em mais ou menos deslocamento e mais ou menos velocidade nos pisos inferiores ou superiores. Não existe uma relação universal entre velocidade ou deslocamento entre os andares superior e inferior.
Além disso, os terremotos têm dois tipos proeminentes de ondas, as ondas S e as ondas P. As ondas S se movem em um ângulo de 45 graus em relação à propagação e caem lentamente atrás das ondas P, a ponto de o terremoto realmente se separar em duas fases. Tendo experimentado isso pessoalmente, é realmente fácil saber se você estava no epicentro ou distante, porque o movimento do edifício muda e o terremoto tem dois picos distintos. Você não precisa de um sismômetro para um terremoto grande o suficiente. A importância dos dois tipos de ondas é que eles podem excitar modos de vibração únicos, torcendo ou dobrando, para que não haja sequer uma resposta universal para um edifício.
Um edifício alto é a maneira mais fácil de visualizar como a velocidade e a frequência no térreo e nos andares superiores não estão necessariamente relacionadas.
A fundação geralmente é relativamente fixa, embora alguns projetos tentem desacoplar o movimento do solo do movimento da estrutura através do uso de rolamentos mecânicos de vários tipos, onde a estrutura encontra a fundação. Na fundação fixa, um prédio alto se move de acordo com o terremoto. Por mais pesada que a fundação possa ser, a terra ainda é mais pesada.
Nos andares superiores, se o edifício estiver em harmonia com o movimento, será como se estivesse empurrando um poste de luz em sua frequência natural. Você conseguirá quebrar muito provavelmente e o movimento no topo será severo.
Em prédios altos, normalmente essa frequência é muito maior que a frequência do terremoto; portanto, enquanto alguma energia se acumula, muito dela é conservada por causa de toda a interferência e dissipação destrutivas no grande número de conexões estruturais. Os edifícios perigosos ocorrem ao redor de dez andares. Mais curto que isso, o prédio quer vibrar mais rápido que o terremoto. Mais alto que isso, o prédio quer vibrar mais lentamente que o terremoto. Em alturas extremas, a dissipação de energia se torna mais pronunciada, pois há muita perda mecânica por histerese para que os modos de vibração 2n ou mais tenham muito efeito.
Aqui está um vídeo muito legal de edifícios que acumularam energia após um terremoto. Observe que o movimento lateral no topo é grande, mas você pode imaginar que as velocidades no topo relacionadas ao acúmulo não são extremas em relação às fundações fixas.
https://www.youtube.com/watch?v=g0cz-oDfUg0
