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深圳赛格大厦为什么会晃动「广州赛格大厦晃动」

来源:   2023-08-15 10:16:48

近日,深圳300多米高的赛格大厦发生晃动的消息,引起大家的广泛关注。其实,像摩天大楼这种超高层建筑的晃动,是较为普遍的现象,只不过平时晃动的幅度比较小,位移较小,人们不容易察觉,而这次赛格大厦的晃动程度比较剧烈,所以被明显感觉到了。而晃动并不意味着高楼就一定不安全,摩天大楼在建造时也是会有安全晃动距离的设计的。

那么,哪些原因会导致高层建筑发生晃动?在建造摩天大楼时为了避免晃动会有什么样的安全设计?造成此次赛格大厦摇晃的原因究竟是什么?

哪些原因会导致高层建筑发生晃动?

第一个首先想到的一点就是地震因素。

地震波分为纵波和横波。纵波使地面上下颠簸,横波使地面水平摇晃。由于纵波传播速度较快,衰减得也较快,横波传播速度较慢,衰减得也较慢,因此离震中较远的地方,常人一般感觉不到上下晃动,但可以感觉到房屋的左右晃动。对于超高层建筑,在设计建造时都会加入了一些防震防晃措施,具有一定的抗震系数,对一般地震造成的晃动不会使其轻易倒塌。


第二个原因:强风。

随着高度的上升,风力会越来越大,比如地面风力是5米每秒,而百米高度的风力就将达到20米每秒。超高层建筑动辄数百米高,在建筑的高处受到的风力影响要远比低处大很多,当台风来袭,风力达到一定强度,摩天大楼也会晃动。

第三个原因:共振。

每一个建筑物都有自己的固有频率,当风吹的频率恰好与大楼晃动的频率较为接近,达到了一定程度的共振,大楼就有可能产生晃动。

关于共振,最耳熟能详的案例就是士兵过桥引发的共振现象。英国曾有一群士兵齐步走向一座桥,但在桥上走着走着,桥突然塌了。这正是因为士兵们的步伐太过统一,频率正好和桥的固有频率吻合,导致桥梁发生了共振,并且振幅超过了桥所能承受的范围,桥就塌了。还有去年虎门大桥的晃动,也是由共振所引起的。

高层建筑的安全设计

一些摩天大楼在强风下,晃动幅度能达到1米及以上,但高楼仍可以屹立不倒,这是怎么做到的?

因为高层建筑的晃动比较常见,所以在设计和建造时,也会考虑到地震、台风、火灾等因素的影响,做出对应的安全设计,来保障高层建筑的安全。

超高层建筑的抗风抗震主要依靠的是大楼的结构和外形设计。大楼自身要有刚硬的钢管混凝土结构,也要具有抗风的特性的建筑外形设计,以减少风力的干扰。比如,上海中心大厦微微扭曲造型,能将侧力减少20%左右。

还可以通过在大厦楼顶加装风阻尼器(俗称“定楼神器”),来减缓大楼的震动,将高楼晃动的威胁降到最低。

风阻尼器,学名调谐质量阻尼器,通常是个很大很重的装置,一般装在高楼的顶部,当大楼在台风或地震中晃向某一方向时,高楼配置的传感器探测到了风力大小和建筑物的摇晃程度,此时会有电脑进行精密的计算,再通过电机设备控制阻尼器朝反方向摆动,这就产生了一股与风力反向的作用力,靠这股反方向的力缓和风势,从而削减大楼的摆动幅度,保持楼体的稳定和安全。

而且,由于阻尼器的存在,大楼的振动频率由原来的固定频率变成了变化频率,因而也更不易产生共振,安全更高。

台北101大厦和上海中心大厦内都配备了阻尼器。

台北101大厦阻尼器

在台北101大厦的88-92楼层,就挂了一个重达660吨的巨大钢球,利用摆动来削弱建筑物的晃动幅度,该阻尼器摆幅可达1米。

上海中心的“镇楼神器”是一个重达1000吨的称为“慧眼”的阻尼器,曾在17级台风来袭时,经受住了重大考验,当时楼顶的摆幅虽超过了两米,但仍没有超出大楼的极限状态,依旧可以坦然面对。

引发赛格大厦振动的原因是什么?

据当地相关部门反应:当日深圳地区未发生地震;大楼晃动时,最大风力也只有5级。而大厦已经建成20多年,也是见过大风大浪的楼了。所以,可以排除地震和强风的因素。

有很多人说是赛格大厦未安装“阻尼器”的问题,但其实阻尼器并不是必须安装的,当然装了更好。赛格大厦建造的时间较早,当时阻尼器还没有广泛应用,但大厦本身采用的是安全性比较高的钢管混凝土结构,没有阻尼器问题不大。毕竟建成20年来,在没有阻尼器的情况下,不也在一次次台风中坚挺过来了。

排除以上因素,比较有可能的原因就是共振导致的了。可能有人疑问了,为什么以前不共振,偏偏最近达到共振条件了?有可能是这个高楼的内部结构发生了变化,导致大楼的固有频率也发生了改变,因此,以前不共振,而最近外界的影响因素容易达到与大楼固有频率接近的频率,共振就产生了。

当然,产生震动的具体的原因,还有待专业机构的进一步核查。在结果还未出来之前,还是提醒高楼相关人员,暂时远离晃动原因不明的赛格大厦。

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