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【中玻網(wǎng)】眾所周知,臺風(fēng)是非??膳碌淖匀粸暮?。每年都有無(wú)數建筑毀于一旦,也有無(wú)數人因為它們流離失所。前段時(shí)間的臺風(fēng)“山竹”襲擊廣東等沿海地區,可以說(shuō)是勢如破竹,什么大樹(shù)、電線(xiàn)桿、廣告牌、汽車(chē)、玻璃……很多都被吹斷吹倒吹跑吹碎。
而廣東,尤其是廣州和深圳等非常高層幕墻聚集地,有那么多的有名“網(wǎng)紅樓”,為什么都安然無(wú)事呢?它們不是更應該“樓大招風(fēng)”嗎?那么這些高樓大廈在面臨超強臺風(fēng)時(shí),具體是如何保證自己抵抗那么大的風(fēng)力,屹立不倒的呢?于是作為“定樓神器”的風(fēng)阻尼器就出現了,藏在大樓中。
風(fēng)阻尼器示意圖
在正常的風(fēng)壓狀態(tài)下,距地面高度為10米處,如風(fēng)速為5米/秒,那么在90米的高空風(fēng)速可達到15米/秒。若高達300-400米,風(fēng)力將更加強大,即風(fēng)速達到30米/秒以上時(shí),摩天大樓會(huì )產(chǎn)生晃動(dòng)。
根據我國相關(guān)的設計標準,非常高層建筑應具有抵抗40米/秒以上風(fēng)速的能力(12級以上臺風(fēng)標準),這對高樓的設計、建造以及施工材料等方面,都提出了很高的要求。
非常高層建筑抵抗風(fēng)荷載的主要措施:(1)更強的結構;(2)風(fēng)阻尼器;(3)減小風(fēng)阻的建筑外形設計。
為了控制樓體在強風(fēng)中的擺動(dòng)幅度,使用風(fēng)阻尼器就成為非常高層建筑設計師常用的方法。
風(fēng)阻尼器是目前建筑界公認的“定樓神球”,當非常高層建筑在強風(fēng)中晃向某一方向時(shí),風(fēng)阻尼器會(huì )在電腦和電機的控制下朝反方向運行,從而減緩大樓的擺幅,發(fā)揮出相當于天平砝碼的作用。
了解風(fēng)阻尼器的原理之后,來(lái)看看哪些大樓配備了這樣的神器:
臺北101大廈:重達660噸的巨大鋼球蛋
臺北101大廈是世界上較早安裝風(fēng)阻尼器的非常高層建筑。這棟大樓在88-92樓層掛置一個(gè)重達660噸的巨大鋼球利用擺動(dòng)來(lái)減緩建筑物的晃幅。據說(shuō),2015年“蘇迪羅”號臺風(fēng)登陸寶島時(shí),臺北101大樓內的防震阻尼器擺動(dòng)幅度達100cm之大,擺動(dòng)幅度創(chuàng )史非常大。
上海環(huán)球資金中心:兩個(gè)重達150噸、長(cháng)寬各有9m的“大家伙”
位于上海陸家嘴的上海環(huán)球資金中心,在90層安裝了2臺風(fēng)阻尼器,就是下面這個(gè)。
這組風(fēng)阻尼器是兩個(gè)重達150噸、長(cháng)寬各有9m的“大家伙”。外部是3層藍色的鋼質(zhì)框架,中間桔紅色的是用鋼索懸吊的重100多噸的配重物。
這個(gè)配重物是與環(huán)球資金中心本身自振頻率相一致的振動(dòng)體,在配重物的下面安裝了驅動(dòng)裝置。
通電后,一旦建筑物因強風(fēng)產(chǎn)生的搖晃可以通過(guò)傳感器傳至風(fēng)阻尼器,此時(shí)風(fēng)阻尼器的驅動(dòng)裝置會(huì )控制配重物的動(dòng)作進(jìn)而降低建筑物的搖晃程度。
上海中心大廈:世界上第1個(gè)引入電磁原理的阻尼器
經(jīng)過(guò)多年建設的上海中心大廈,它的定海神球是一個(gè)稱(chēng)為“慧眼”的阻尼器。
上海中心首創(chuàng )了世界上第1個(gè)引入電磁原理的阻尼器?!盎垩邸痹煨妥屓硕恳恍?,阻尼器上部藝術(shù)裝置高達30m。
整個(gè)阻尼器是一個(gè)重達1000噸的“超級巨無(wú)霸”,它由吊索、質(zhì)量塊、阻尼系統和主體結構保護系統四個(gè)部分組成,是目前世界上重的擺式阻尼器質(zhì)量塊。質(zhì)量塊和吊索構成一個(gè)巨型復擺,它與主體結構的共振,能消減大樓晃動(dòng)。
深圳平安中心:每個(gè)重約500噸,造價(jià)達3500萬(wàn)元
深圳平安中心在113層設有2個(gè)阻尼器減震裝置,每個(gè)重約500噸,造價(jià)達3500萬(wàn)元,可以抵消30%的位移。
結合主體結構基礎形式以及阻尼器,平安中心主樓抗震設防烈度為8度,結構抗震等級特一級,可以抵抗100年一遇的風(fēng)荷載。
深圳京基100大廈:兩個(gè)300噸鉛塊阻尼器
為了控制京基100大廈樓體在風(fēng)中的擺幅,設計者在大樓91層設計安放了兩個(gè)巨大的鉛塊阻尼器,每個(gè)重300噸,是上海環(huán)球資金中心風(fēng)阻尼器重量的兩倍。
不過(guò),阻尼器不一定都是一坨一坨的。比如說(shuō),小蠻腰,連阻尼器都那么妖嬈。
廣州塔(小蠻腰):居然是水
男人是泥做的,女人是水做的。小蠻腰的阻尼器,也是水做的。
在小蠻腰的109、110層,以消防水箱作為阻尼器的減振控制系統,在地震或強風(fēng)情況下,塔身?yè)u擺超出正常范圍時(shí)即觸發(fā)系統。
必須說(shuō),并不是所有的高樓都需要阻尼器。比如說(shuō)廣州IFC,根本就木有!
廣州全部資金中心(廣州IFC):不好意思,我沒(méi)有
廣州IFC抗側力結構采用鋼管混凝土柱斜交網(wǎng)格外筒+鋼筋混凝土內筒的筒中筒體系。69層以上取消了核心筒的內墻,電梯井道移至核心筒之外,形成鋼管混凝土柱斜交網(wǎng)格外筒+剪力墻結構體系。
這種獨特創(chuàng )新的筒中筒結構體系在的世界非常高層建筑中是獨有的。
斜交網(wǎng)格外筒韌性好具有非常大剛度,所以廣州IFC不需要像臺北101大廈那樣設置質(zhì)量“阻尼器”,即便遭遇8度地震或超強臺風(fēng),廣州IFC也能在“搖曳生姿”中屹立不動(dòng)。
而且,廣州IFC在樓頂還設置的一個(gè)大水箱。
這個(gè)可以貯存600噸消防用水的大水箱,除了可以在供電中斷、設備損壞的情況下通過(guò)重力流進(jìn)行滅火外,也能在遇到地震等突發(fā)情況時(shí),起到平衡點(diǎn)支撐、緩沖作用,保證廣州IFC不會(huì )出現傾斜、坍塌情況,隨時(shí)維護大樓平衡。
在設計中,廣州IFC的非常大位移(樓頂)是75公分,但在一般情況下,即便遭遇大風(fēng)天氣,樓頂位移也就幾公分到10公分的樣子,在這種幅度下,人不會(huì )有明顯的不適感。
2025-05-09
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