原创 上海中心大厦高632米,强风中曾摆动超1米,能扛得住台风烟花吗??

原标题:上海中心大厦高632米,强风中曾摆动超1米,能扛得住台风烟花吗??

强台风“烟花”的路径终于清晰。预计“烟花”将于25日下午至夜间(台风级或强台风级,12-14级,33-42m/s)在舟山至三门, 浙江沿海登陆。着陆后,它可能会继续深入内陆或再次被拉回到海里。

目前,“烟花”在象山县, 浙江东南约310公里的东海,南部海面上。强度等级为强台风,中心附近最大风力13级(40米/秒)。预计烟花将以每小时15公里左右的速度向北偏西方向移动,并逐渐接近我国。

众所周知,东部沿海地区是经济发达地区,人口密度最高。这里有许多高层建筑,尤其是在上海。陆家嘴,和上海有许多高层建筑。如果台风袭击上海,这些高层建筑如何抵御风?

上海中心大厦

在陆家嘴,众多的高层建筑中,上海, 上海大厦是最高的,也是目前中国最高的建筑,高达632米。它是世界上第二高的建筑,仅次于阿拉伯联合酋长国迪拜,的哈利法塔(828米)。让我们以上海中心为例。

与普通建筑不同的是,高度超过500米的高层建筑受到的风速更高,一般比地面大2-3个等级。如果风速足够快,整栋楼可能会摇晃,这是不可避免的。所以要有很强的抗风能力。

每年6-9月,我国东部沿海地区都有一定概率遭受台风袭击,上海位于整个地区。因此,上海每年遭受台风袭击的概率是一定的,这对上海建筑的抗风能力提出了很高的要求

此外,上海是冲积平原,这是由于长江不断将沉积物带入海洋。上海西部地区在大约7000年前逐渐形成,而东部地区在2000年前开始缓慢形成。因此,上海的土层比内陆地区软。如果处理不当,就有可能重蹈比萨斜塔的覆辙。

工程师必须首先建立足够牢固的基础。采用的主要方法是将几十米长的桩直接打入土层,然后在桩的上方浇筑一层楼板,再在楼板上放一个筏子,解决地基薄弱的问题。

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为了提高上海中心大厦的抗风能力,在设计外形时,设计师采用的外立面是倒圆角的三角形,这可以减少24%的风荷载。不仅如此,在设计主体机构时,采用的是巨型的框架加上核心筒以及伸臂桁架的方式,这样可以最大化增加上海中心大抗风能力。同时它采用的是悬挂结构、径向撑杆以及水平斜撑的支撑体系的外幕墙,同时配合可伸缩的支座,这些都可以大大减少上海中心大厦主体结构和幕墙结构的形变差,这些设计都可以有效减少风对于上海中心大厦的影响。

阻尼器

即便是这些设计都用上了,在风力很大时,上海中心大厦依然还是会出现摇晃的情况,摇晃甚至可以达到很夸张的程度,甚至是超过1米以上的横向摆动。据说在台风的时候,这种横向摆动可以达到1.4米。如果就这样放任不管,在楼里的人会头晕目眩。为了消除摇晃,就需要采用阻尼器。

在上海中心大厦的125层,就安装了一台摆式电涡流调谐质量阻尼器,重量达到了1000吨。这台阻尼器主要由主体结构保护系统、阻尼系统、吊索、质量块共同组成的。阻尼器是无法直接用来阻挡风力的,它的原理是:利用共振来消除摇晃。具体来说就是,制造一个反向的摇摆,来对冲大楼自身的横向摇摆。

如果上海中心大厦遭受台风时,阻尼器就会开始工作,利用质量块和吊索制造成一个巨型的复摆,这个巨型复摆在台风来临时,会给上海中心大厦提供一个反向的摇摆来对冲上海中心大厦自身的横向摇摆,以此来增强上海中心大厦的抗风能力,这就使得在强大的风力下,上海中心大厦也能如履平地。

总结

上海中心大厦之所以可以抵抗台风,主要是优化了结构设计,并且最大程度地减少风载荷,同时还采用了阻尼器,通过阻力器的反向摇摆对冲横向摆动,就可以有效地抵挡台风。

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