『壹』 上海中心大廈632米高,刮大風擺動超1米,裡面的人怎麼沒事
上海中心大廈632米高,刮大風擺動超過1米,裡面的人怎麼沒事?事實上,這座大樓的最大擺動幅度是去年的「利奇馬」所創下的,被稱為「定樓神器」的阻尼器的單邊擺動幅度峰值高達70厘米,這也是上海中心大廈從2016年啟用以來記錄下的最大值。那麼,為什麼如此強勁的大風掃過中心大廈,而裡面的人和建築物本身卻毫發無傷?
『貳』 高達632米的上海中心大廈,刮大風擺動超1米,裡面的人是否安全
上海中心大廈的整體高度可達632米,這是一座超高層建築物。在刮大風的情況下,大廈會有搖晃的感覺,這是否安全呢?
肯定是安全的。上海中心大廈在設計之初就已經考慮到這些問題,因為超高層建築物對強風的作用比較敏感。例如,如果高度10米地方的風速為5米/秒,那麼,高度300米地方的風速將會超過30米/秒。如果沒有採取措施,強風將會威脅到超高層建築物的安全。
為此,超高層建築物需要在高層加裝調諧質量阻尼器。當強風吹晃大廈時,質量巨大的風阻尼器會朝著反方向擺動,從而減輕大樓的搖晃。
例如,台北101大廈安裝了一個重達680噸的阻尼器,當年在強台風的作用下,阻尼器晃動幅度可達1米。
同樣地,上海中心大廈也安裝了風阻尼器——上海慧眼,其總質量高達1000噸,安裝在第125和126層(583米)。有了巨大的風阻尼器,超高層建築物即便在強風中也不會出現劇烈搖擺,從而保證了建築物的安全。
上圖為上海慧眼
除此之外,外觀呈現為錐形的上海中心大廈有著較低的重心,這有利於增加建築物的穩定性。並且上海中心大廈的扭轉外觀可以有效延緩風流,讓它所受的風負載下降24%。
總之,上海中心大廈非常安全。由於上海經常遭受台風影響,該建築物在設計之初就已經考慮到這點。除非風力非常強,否則大廈不會有幅度達到1米的晃動。
上海中心大廈高度達到了632米,已經屬於超高層建築的范圍了,中國素有「基建狂魔」的稱號,現在中國已經建造出來了很多世界聞名的建築,這其中就包括幾年前建造完成的上海中心大廈。
可是據說高達119層的上海中心大廈,刮風擺動幅度超過了一米,那麼真的有這么可怕的嗎?根據了解,上海中心大廈的結構高度高達580米,總高度為632米,這個數據可以說真的是直入雲天了,站在這座摩天大樓上,可以俯瞰整個上海。不過也因為這個樓太高的原因,導致其如果遇到了強風作用,就會左右搖擺,尤其是在高層,據說最大的晃動幅度可以達到1米。
既然晃動幅度這么大,那麼會有什麼效果呢?難不成裡面的人感覺就是像盪鞦韆一樣,聽起來也是很可怕吧,不過如果真的是這樣的話,那麼這棟樓豈不是一座失敗的作品?其實這棟樓的設計者在設計之處肯定就已經想到了這些問題,因為超高層建築本身就對強風的作用非常敏感,如果不採取相應的措施的話,那麼強風勢必會威脅到超高層建築的安全。
正因為此,超高層建築必須要在高層部位安裝調諧質量阻尼器,當大風讓大廈變得向一邊晃的時候,大質量的阻尼器就會朝著相反的方向擺動,從而減輕了大樓的搖晃幅度。在正常的風壓狀態下,距離地面高度10米處,如果風速為5米/秒,那麼在90米時,風速可以高達15米/秒,如果高度達到了300-400米,風力將會更加強大,會達到30米/秒以上,這個時候摩天大樓就會產生晃動。
超高層建築在抵抗風荷載的主要措施是三點:一、採用更強的結構;二、增加風阻尼器;三、採用有利於減少建築物風阻的外形設計。風阻尼器是目前建築界公認的「定樓神球」,這個作用有點像是定風神珠一樣,安上之後大樓隨風擺動的幅度就會很小了,也因此更安全。目前很多的高層建築都採用了風阻尼器,比如在台北101大廈的88-92樓層掛置著一個重量達到了660噸的鋼球,利用鋼球的擺動來減緩建築物的搖晃;而廣州電視塔(小蠻腰)的阻尼器居然是用水做的,在小蠻腰的109到110層,就是以消防水箱作為阻尼器的減振控制系統。
感謝提問!可以肯定的是,這個大廈既然建造出來了,肯定是相當安全的,畢竟人民群眾的生命財產安全和總造價148億不是兒戲,而且這不也安全運行了兩年多。下面,我們先來了解一下上海中心大廈的一些基本情況。
上海中信大廈位於上海市浦東新區黃浦江東岸的陸家嘴金融貿易區,該大廈於2008年11月29日開工建設,並於2016年3月12日竣工,歷時約7.5年,該項目總佔地面積為43.3954萬平方米,總高和結構高度分別為632米和580米,是中國第一高、世界第二高的摩天大樓,僅次於828米的迪拜的哈利法塔,比第三名的麥加皇家鍾塔(601米)高出了約10層樓。
我們都知道,物體的高度越高,其重心相對也較高,建築物也不例外,無論是摩天大樓,還是高塔,亦或是高層寫字樓、住宅等都逃不出這個梗,不過為了建築物的安全,在施工之前有充分的論證,並在施工過程中應用了一系列科學原理,既能很好的抵禦極端惡劣天氣,甚至還能達到一定的抗震要求。這就是為何去年最強台風「山竹」過境,許多粗壯的大樹都被連根拔起,而位於廣州的小蠻腰、廣州東塔以及深圳的平安金融中心卻安然無恙。
其實如此之高的一些摩天大樓或者高塔之所以能夠抵禦強風的威脅,這與建築物的外形和內部的設計結構有關。無論是上海中心大廈還是小蠻腰等建築,其外形往往都是呈現出彎曲且不規則造型,這種「造型」能夠有效打亂迎風面與背風面風壓不對等的現象,使兩面的壓力趨向平衡,從而有效減緩大樓搖晃幅度。
大廈(高塔)的內部結構主要表現為兩個方面,一是擁有較大面積和較大質量的「底座」,能夠有效降低重心點,二是在建築物的關鍵位置加裝了較大質量的阻尼器,這是一種以提供運動阻力來達到耗減能量的裝置。如上海中心大廈主樓的底座是一個由61000立方米混泥土澆築而成的,而廣州塔的主體結構由鋼筋混凝土構築高達454米的核心筒,也就是說每個樓層的質量是隨高度的上升而下降的。
而在防搖擺方面,上海中心大廈是在超高層部位(583.4米)安裝了一個被稱為「上海慧眼」的重一千噸超級阻尼器,它是目前世界上最重的擺式阻尼器質量塊,這就彷彿是一個巨大且復雜的鍾擺系統,通過與大廈主體的共振來抵消大樓的晃動;而廣州塔則是在塔身安裝了兩套分別裝有不低於10萬升水的巨型水槽,通過水槽內水的晃動來抵消塔身的晃動。
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有這么一句話叫做「木秀於林風必摧之」,或者說「樹大招風」。其實不僅僅是樹高了會受到風的影響,建築物高了也會受到風的影響。據說上海中心大廈高達632米,刮大風的時候擺動會超過1米,想想挺嚇人的。那麼裡面的人安全嗎?這個可以放心,裡面的人肯定是安全的。
圖示:後台風影響搖晃的樓房
記得去年台風山竹到來的時候,網友發了一個視頻,在視頻中一棟高層樓房被台風吹的晃動起來,看上去很嚇人。有關專家解釋,高層建築遇到大風晃動是正常的,也是必須的。在城市中高空的風力要比地面的強很多。因此當狂風吹過的時候,高層建築物受到的影響比較大,這種現象稱為「風震效應」。高層建築周圍的風會形成一種漩渦,風與建築物摩擦而導致建築物晃動。因此在建造高層建築物的時候,一般的建築物要求能夠抗50年一遇的大風,更高的建築物要求能夠抗100年一遇的大風。
圖示:上海中心大廈
上海中心大廈的外觀設計是專門針對台風襲擊的。上海中心大廈的外形像一個吉他撥片,隨著高度的升高,每一層扭曲將近一度,這種設計能夠延緩風流,將台風對大廈的影響降到了最低。另外大廈還有一個對抗大風的鎮宅神器那就是位於125層的風阻尼器。上海中心大廈的風阻尼器是世界上技術最先進的風阻尼器,阻尼器的質量重達1000噸。它可以在建築物受到大風搖晃的時候,發生反向擺動,從而起到減振的作用。
圖示:上海中心大廈的風阻尼器
此外,上海中心大廈在施工設計上各個方面的安全因素都考慮到了,裡面的人是安全的,沒有必要擔心。
高層建築在大風中擺動是個正常現象,上海中心大廈是我國第一高樓,世界第二高樓,高達632米,而且上海經常受台風影響,因此解決大風對超高建築物的影響,保證大廈安全就成了項目研發時的重點。
科學研究表明,超高層建築的高層區域,風速比地面大5—6級。為保證上海中心大廈安全,施工方在125層和126層之間安裝的調諧質量阻尼器,這是上海中心大廈的一根定海神針。風速較大時和地震時建築會產生晃動,使人有眩暈的感覺。
為控制超高層建築在風里作用下的晃動,都在建築內裝有調諧質量阻尼器。這個重達1000噸的質量塊,由12根長25米的鋼索吊住,是科研人員研究環球金融中心、台北101大廈等世界上多個超高層建築的阻尼器技術後,自行研發的世界首創的擺式電渦流調諧質量阻尼器。
經過研究選用被動式方案,並大膽選用上海材料研究所研發的電渦流阻尼系統,在國際上首次將電磁原理引入高樓阻尼器。當大風作用於建築物產生擺動時,建築物內的阻尼器就會反方向運動,以控制建築物的擺動幅度,確保建築物安全。
此外在建築物的我開心能夠設計上也採取了一些技術手段,減緩風力的影響。比如建築物的外形是一個類似DNA的雙螺旋結構,每上升一層角度扭曲接近1度。整個建此外在建築物的我開心能夠設計上也採取了一些技術手段,減緩風力的影響。
比如建築物的外形是一個類似DNA的雙螺旋結構,每上升一層角度扭曲接近1度。整個建築物的扭曲角度獎金120度,這可以有效減弱風力對建築的影響,當風環繞建築時會形成渦旋脫落效應,這種效應根據實驗能將風力減少24%。
從設計施工都採用世界先進的技術手段,比如在設計中使用了建築信息模型技術(BIM),依靠這項技術項目研發人員提前發現並解決了10萬多個碰撞點,在這方面BIM比人工檢查要強得多,比如設計大廈幕牆時,外國資深設計師在設計圖紙上發現了10多個錯誤,但是BIM技術發現的錯誤有100多處。
這項技術還可以在火災發生時迅速組織樓內人員,安全的撤到避難層和地面,有力地保障了大廈及內部工作人員的安全。
此外,從外觀上看,上海中心大廈是一個上細下寬的的錐形這使得這個建築的重心更低,也就更加穩固。安裝在建築物兩側的減震器也發揮了巨大作用,這兩個重達千噸的減震器能有效的減弱風力對建築的影響。
這座耗資148億,高達632米的世界第二高建築物,有了阻尼器、扭曲外形、錐形身軀和減震器的共同作用,即使大風影響下,擺動接近1米,這座建築也是安全的。
答案:安全
高樓晃動問題其實一點都不用擔心,迄今為止也沒發生過哪棟高樓被風吹跨的情況。
樓層越高,風速會越快,因為風在水平運動過程中遇到的高層障礙物較少,所以摩擦力較小,風速快;風在低矮位置遇到的建築物較多,摩擦力較大,風速較慢。一般來說,500米左右的高度風速會超過40米每秒。
上海中心大廈高度達到了632米,是一個扭轉的造型,這並非在造型上標新立異,而是為了讓正面沖擊大廈的風可以從兩側通過,減小風的沖擊力,瓦解風振效應在高樓周圍產生的摩擦漩渦。
超過400米的建築都需要在高層安裝抗風阻尼器,而上海中心大廈內的阻尼器是上海慧眼,這個號稱全球最貴最重的電磁阻尼器重達1000噸。它的作用原理很簡單,就是當風力沖擊高樓時,阻尼器連接的感測器探知到樓外的風速、偏移距離、擺動方向等數據後,電磁驅動裝置會控制質量塊擺動,以相同的頻率往反方向運動,並與主體結構共振,削弱大樓晃動。
阻尼器能削弱40%的風力沖擊對高樓產生的加速度,正是有了風阻尼器,高樓才能越建越高。
828米高的世界第一高樓,迪拜哈利法塔在設計時,頂端最大擺動范圍為約為3米。上海中心大廈頂端擺動距離1米,對於600多米的高度來說已經足夠優秀,人在大廈上根本感覺不到搖晃,所以完全不用擔心。
並且,對於超過100米的高樓,建造之前都需要做風洞實驗,就是將高樓按一定比例縮小,通過風洞的氣流從各個角度沖擊高樓,觀察它頂端最大擺動幅度和整體的抗性,先模擬後建造。高層建築的晃動是對風力沖擊的緩解,不晃動才最致命,說明主體結構承受了更多的沖擊,這才危險。
摩天大樓的擺動很正常,因為從力學的角度上來說,超高層建築實際上是一種很軟的物體,而軟就意味著容易形成共振,舉個例子好了,日本2011年發生大地震的時候,地震產生的長波傳到大阪的時候,和摩天大樓的自振頻率相同,結果那些摩天大樓左搖右擺,裡面的人都嚇的半死。
所以大樓在進行設計的,就必須考慮到自振的問題,那麼解決的方案就是風阻尼器,風阻尼器的工作原理很簡單,當地震或者台風來臨的時候,摩天大樓會不由自主的晃動起來,而風阻尼器則因為慣性作用而停留在原地,這樣它就可以拉住摩天大樓,讓它的晃動減弱。
具體的例子可以參考台北101大廈,台北101大廈的頂部有一個重600多噸的大鋼球,當2015年「蘇迪羅」台風降臨的時候,其內部的風阻尼器擺動程度,達到了創記錄的1米,正是因為有這個大傢伙存在,台北101大廈一點事都沒有,那麼同樣的例子還有上海中心大廈。
上海中心大廈的上部,有一個1000噸風阻尼器上海慧眼,這個質量巨大的上海慧眼,可以保證上海中心大廈不出問題。
最後風阻尼器的質量都很大,那麼為了牢牢的固定住它們,其鋼絲的強度是普通鋼絲的數十倍以上,所以不管是風阻尼器,摩天大樓,還是摩天大樓內部的人,他們都很安全....
隨著建築技術的快速發展,我國各大城市都林立了許多的高樓大廈,這些高樓大廈可謂是各有各的特色,更有甚者,奇形怪狀,讓人驚嘆!
今天我們就來看看上海中心大廈。這座大廈
『叄』 上海中心大廈632米高,刮大風擺動超1米,裡面的人怎麼沒事
1. 上海中心大廈聳立雲端,高達632米,在大風中能擺動超過1米,但內部人員卻安然無恙。
2. 事實上,中心大廈在2019年台風「利奇馬」過境時記錄了最大的擺動幅度,阻尼器單邊擺動峰值達到70厘米。
3. 盡管台風強勁,但中心大廈憑借其設計和結構確保了人員和建築的安全。大廈自2016年啟用以來,其穩健性已得到驗證。
4. 上海中心大廈不僅佔地面積達433,954平方米,樓層數高達119層,且結構高度為580米,總高度達到632米,這些數據足以解釋人們對其安全性的擔憂。
5. 由於上海地理位置獨特,易受台風影響,但中心大廈的設計和結構能夠抵禦強風的侵襲。
6. 中心大廈的阻尼器是其關鍵安全設施之一,這種重達1000噸的裝置能將風力作用轉化為熱能,有效減少建築的搖晃。
7. 數據顯示,阻尼器的使用降低了風致峰值加速度超過43%,保證了大廈內部的舒適性和安全性。
8. 大廈的地基經過精心設計,980個深達86米的基樁和60,881立方米的混凝土確保了其穩固性。
9. 中心大廈獨特的扭曲設計有助於分散風流,減少建築受到的沖擊。這種設計不僅增加了建築的辨識度,而且在風洞測試中顯示能減少24%的測力。
10. 因此,上海中心大廈能夠經受住夏季台風的考驗,其堅固的地基和出色的抗風能力是確保人員和建築安全的關鍵。