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5月18日下午,深圳华强北出现揪心一幕,一栋70层高的大厦出现晃动,现场市民纷纷逃离。
根据多名亲历者的描述,赛格大厦的晃动从中午12点多一直持续到下午1点多。多段网络流传的视频显示,在深圳华强北赛格大厦附近,不少人在紧急疏散、撤离。
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深圳应急管理消息,5月18日13时50分许,市应急管理局值班室接报:深圳市福田区华强北街道赛格大厦出现摇晃。经我局查看并分析全市各地震监测台站数据,今日我市未发生地震。(专家组人员到大楼内)
《深圳市福田区华强北街道赛格广场大厦摇晃的情况报告(续报二)》显示,经省市专家研判,初步认为:一是深圳赛格大厦系上下震颤而不是左右摆动;二是造成震颤的原因是多种因素耦合,主要是风的影响,还有地铁运行(两条地铁从楼下经过)和温度的影响(近两天气温升高,温差达8度,对钢结构影响大);三是经专家现场踏勘和会商研判,赛格大厦主体结构是安全的,内部结构坚固,各种附属设施完好。
该报告显示,目前,深圳市已设立现场指挥部,并组织有关结构工程、岩土工程、工程抗震方面专家和技术人员对赛格大厦进行沉降、倾斜和震动等监测,进一步拟定应急处置方案。
鉴于该大厦未安装阻尼器,专家建议,下一步可以考虑安装阻尼器以提高防风防震能力和舒适度。
经专家测量,目前赛格大厦倾斜率位于0.01%-0.02%之间,小于允许倾斜0.2%,远远小于规范要求,专家一致认为赛格大厦没有倾斜。深圳市将根据楼体结构排查情况,研判大厦恢复开放时间。
阻尼器如何削减晃动?
阻尼是一个物理学名词,阻尼(damping)是指摇荡系统或振动系统受到阻滞使能量随时间而耗散的物理现象。
网友热议的阻尼器是什么?
什么是阻尼器?它是以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置。阻尼器是超高层建筑用来控制楼体在强风中的摆动幅度的常用工具。阻尼器在全球范围里是一项新技术。
横屏观看,十大阻尼器建筑与其地理分布。
为了减小大风带来的摇动,超高层建筑物就不得不使用这个“定楼神球”,其名为风阻尼器,又叫调谐质量阻尼器。如在高楼林立的上海,装有阻尼器的摩天大楼一共有两家:上海中心大厦和环球金融中心。
(上海中心大厦资料图)
在全球各式各样的阻尼器中,上海中心大厦首次采用了电涡流阻尼器,这也是我国的一项创新技术。简单来说,大风作用在楼宇上的机械能,通过阻尼系统,最终转化为热能消散。
在年台风利奇马的影响下,上海中心大厦防风抗台的“定楼神器”——阻尼器已经开始运作。
(阻尼器上方雕塑装饰作用)
据了解,该阻尼器安装在大楼层,是中国自主研发的摆式电涡流调谐质量阻尼器,它能有效地对大厦进行减振控制。该阻尼器的极限摆幅可达2米,能有效地对大厦进行减振控制。年在台风“安比”登陆上海时,阻尼器摆幅达到40厘米至50厘米。在台风利奇马的影响下,上海中心大厦里的阻尼器摆动幅度达到将近50厘米,阻尼器上方安装的巅峰之眼也出现了明显的摆动,这在上海中心大厦建成后还是很少见的。
上海环球金融中心风阻尼器的主要部分是由钢索悬吊的两个各重约吨的配重物体,悬挂在90层(米处)。当强风来袭时,该装置使用传感器来探测风力大小和建筑物的摇晃程度,并通过计算机经由弹簧、液压装置来控制配重物体向反方向运动,从而降低建筑物的摇晃程度。
目前在台北大厦安装的阻尼器是世界上最大的阻尼器,是一个重达吨的金黄色钢球,悬挂在88至92层楼之间。
风阻尼器一般由质量块(巨型钢球)、吊索、常规阻尼器、限位阻尼器等组成,在强风时降低加速度的响应,利用左右摆动来降低大楼晃动的幅度。
根据上海中心大厦施工方上海建工提供的数据,这种阻尼器可以降低风致峰值加速度,降低的幅度超过43%,可以令大厦内90%的人能感受到较大的舒适度。
简单的说,摩天大楼都会在有风的情况下左右摇晃,低层感觉不太明显,但是在高层的话就很明显了,这个风阻尼器就是减轻摩天大楼产生的晃动,从而保证大楼的安全和人在里面的舒适度。
是不是高楼都要装阻尼器?
既然阻尼器可以削减大楼晃动,是不是超高层建筑都要装?专家表示,超高层抗风抗震主要依靠大楼结构和外形设计,需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”,一方面削减晃动,优化体验、提高大楼品质;另一方面,增加结构的耐久性。根据我国相关规范,并没有强制大楼安装阻尼器。
世界上不少著名的超级高楼,都安装了阻尼器,类型有些不同。例如,有的国家多地震,设计的阻尼器更多考虑抗震效果。上海多台风,设计的阻尼器更多考虑抗风效果,所以也叫风阻尼器。
几则小知识:
上海中心大厦的阻尼器以及阻尼器外壳顶部的抽象雕塑被巧妙地安置在一个特殊的公共“空中空间”内。
全球最高的20座建筑中,只有30%装有阻尼器。
台北大楼的球形摆式阻尼器对公众开放,他们还设计了名叫“阻尼宝贝(DamperBaby)”的公仔纪念品。
年,东京新宿中心大厦(ShinjukuCenterTower)(年建成)进行了翻新,安装了个分布式油料阻尼器,这使其在年东日本大地震中的晃动位移减少了20%。
纽约市西57街大厦(West57thStreet)的阻尼器重t,比3.5个自由女神像还沉。
除了阻尼器,建筑师们用了什么方法来抵消风所产生的影响呢?
除了阻尼器,建筑师们用了什么方法来抵消风所产生的影响呢?通过观察我们发现,现有的超高层建筑大致使用以下几种方法。
方法一:逐渐变细法。一般情况下,同一地点,海拔越高,风力越强。当一阵风吹来时,迎着风的那一面,受到的压强大;背着风的那一面,受到的压强小。把大楼设计成越往上越细的形状,能够降低压强差带来的破坏。
圣彼得堡Lakhta中心大厦
俄罗斯之塔
方法二:开墙打洞法。直接在风力最强的楼顶开个洞,让风直接穿过去。利雅得王国中心和上海环球财富中心都是这样的设计。
利雅得王国中心
上海环球财富中心
方法三:螺旋上升法。夸张的螺旋造型可以巧妙地改变风的方向。这样的设计,在工业烟囱中同样被广泛采用。
芝加哥螺旋塔
日本MODE学院螺旋大楼
在高层建筑设计的最后阶段,工程师们会根据当地的风压、建筑物形状等数据进行风洞实验,他们将建筑物模型放在风洞里,模拟各种风下建筑物的摆动和形变并将这些数据作为安全性数据的测算基础。可以看出安装阻尼器只是其中一种办法,高楼并一定都需要安装阻尼器。随着科技不断进步,人类既可以住得更高,也可以住得更安全。
来源:防灾小卫士综合CTBUH高层建筑与都市人居、建筑机构、大众网、供配电总工联盟整理
来源:防灾小卫士
本文来源:科普中国