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  • 1 # 麗遙說

    據說大樓設計的時候會設定一個晃動值,總之是科學計算過的,在這個值的範圍內晃動都沒有問題,超過這個值就不行了。所以說,颱風時大樓在某個值範圍內晃動是正常的。

  • 2 # 一沙一世界52136658

    無論把大樓造得多堅固,它們都會在一定的荷載下震動。小幅度的搖擺實際上可以讓建築物更加堅固,因為表現出一定彈性的建築物更能經受壓力。

    目前,全球最高的摩天大樓是 2010 年竣工的迪拜塔,該建築高達 828 米,有 163 層。在孟買,720 米高的印度塔正在拔地而起;而在兩年後,深圳的平安國際金融中心有望成為中國最高樓。

    強颱風來臨時,高樓頂部會出現擺動,擺動幅度最大可達 1 米左右,而雷電也喜歡光顧高樓。因此,如何控制樓體在強風中的擺動幅度,是每一位摩天樓設計者都要考慮的關鍵問題。 摩天大樓的抗風壓問題非常複雜,它在風中既不能不晃(否則容易折斷),也不能擺動幅度過大;既要考慮到結構所能承受的最大擺動力度,更要考慮人在大樓裡生活的舒適度。

    而不論設計理念如何革新,新技術如何層出不窮,在設計高層建築時,人為製造氣流,獲取高樓擺動的試驗資料,依然是不可或缺的一個環節。這便是所謂的“風洞試驗”。

    為了獲取深圳京基金融中心的合理擺動幅度,設計方專門在汕頭大學做了 3 個月的風洞試驗。根據試驗資料,前者最後在大樓 91 層設計安放了兩個重達 300 噸的主動風阻尼器。

    風阻尼器猶如摩天大樓的“定心丸”,當颱風來臨,大樓在風中擺向某一方向時,風阻尼器會在電腦和電機的控制下朝反方向執行,從而減緩大樓的擺幅,發揮出相當於天平砝碼的作用。

  • 3 # 曼殊鹹談

    幾乎每年,總有那麼十來個月,地處北太平洋西部沿岸的人們會受到颱風的困擾。身處內陸的人們感受到的不過是那幾天的陰雨罷了,而直面颱風的沿海居民的感受則大不相同,如臨大敵。停工停業,小孩子也不用上學,貓在家裡期待颱風的蹂躪可以快點過去。題主看到的樓層晃動通常是針對高層建築的,上百米的樓房在狂風暴雨中飄搖。就像下面影片中展示的那樣。

    樓在晃,住在裡面的人也心慌慌。那麼樓晃動的現象是否正常呢?

    颱風天,強大而極具破壞力的氣旋性漩渦會產生極高的風速。風速是風流動的速度,風速越大,風力自然也越大。通常情況下,風力等級最大為17級,而11級則是颱風的入門級。此時的風速可以達到一百多公里每小時。九月份登陸中國東南沿海的強颱風——山竹,風力則達到14-15級,可謂是及其兇殘了。當空氣開始快速流動時,它再也不是平時那般溫順的模樣,反而像是一隻無形的巴掌,狠狠的拍打在人們的臉龐,當然還有比我們龐大很多的建築物的身上。這時候的它就孔武有力了,也就是我們通常所說的“風荷載”。作用在建築物的表面上,既可以表現為吸力也可以表現為壓力,風荷載在建築結構設計時是必須要考慮的一項內容。相關內容在《建築荷載設計規範》(GB50009-2012)裡都有詳細的規定。通常情況下套用公式就可以算出建築物承受的風壓。高層建築或者對於風壓敏感的建築,設計時冗餘值會取得更大,以保證足夠的安全性。必要時可以透過現場實測、風洞實驗等手段以確保設計的結構的安全。像近年來落成的深圳平安金融中心大廈,高度接近600m,在對結構受力控制因素之一的風荷載進行研究時,就利用了風洞模型,以最佳化設計方案,以降低風荷載的荷載效應。相關研究已經做了很多了,採用的手段也不盡相同。自然情況下,風總是捉摸不定的,建築物在風中振動搖擺,發生橫風向風振和順風向風振。

    實際情況自然是很複雜的。最簡單的情況下,就可以把一棟建築當作一個懸臂樑,一根均勻、連續、各向同性的可變形固體材料,一端固定在地面,一端自由無約束。

    而風力則是作用在樑上,或垂直作用或傾斜作用,或均勻分佈或雜亂無章。在力的作用下,自然而然會發生梁的變形,這是不可避免的,只有變形大小之分。其間要求材料必須具備相應的強度、剛度及穩定性等。強度是首要問題,因為它關係到結構是否會發生破壞(斷裂或失效),畢竟樓晃一晃還能忍,豆腐渣就真的受不了了。當然,對於梁來說,如果必須要控制變形,即具備足夠剛度,適當的措施還是必不可少的。比如梁結構會採用箱形、工字行等截面,或改變跨長、改變結構形式。

    實際情況下呢,根據《高層建築設計規範》,高層建築鋼筋混凝土體系,可以採用框架、剪力牆、框架-剪力牆、筒體和板柱-剪力牆結構體系。具體可根據實際需要採用對應結構方案。強颱風天氣,超高層建築擺動幅度甚至可以達到1m。聽起來十分恐怖,但是相對於整棟樓的高度而言,總體上仍然是個相對較小的數值。這種“小幅度”的搖擺,也讓建築更加堅固,因為有一定彈性的建築才能承受更大的作用力。將建築擺動幅度控制在一定值也是建築師們努力去實現的。例如深圳京基100大廈的91層就透過安裝巨型阻尼器來控制建築擺動,臺灣101大廈同樣如此。

    所以,高樓在強風中擺動是正常的,不動才不正常。至於擺動過大,引起人體不適,那就是另外一回事了。我們更應該擔心的是強風之下那些附屬結構物的安全,如玻璃、廣告牌、外牆裝飾物等有可能破碎脫落造成的危害。畢竟,百公里時速下再微小的物件也是致命的。

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