上海中心大厦的整体高度可达632米,这是一座超高层建筑物。在刮大风的情况下,大厦会有摇晃的感觉,这是否安全呢?




肯定是安全的。上海中心大厦在设计之初就已经考虑到这些问题,因为超高层建筑物对强风的作用比较敏感。在正常的风压状态下,距离地面高度10米处,如果风速为5米/秒,那么在90米时,风速可以高达15米/秒,如果高度达到了300-400米,风力将会更加强大,会达到30米/秒以上,这个时候摩天大楼就会产生晃动。


超高层建筑在抵抗风荷载的主要措施是三点:


一、采用更强的结构;

二、增加风阻尼器;

三、采用有利于减少建筑物风阻的外形设计。




风阻尼器是目前建筑界公认的“定楼神球”,这个作用有点像是定风神珠一样,安上之后大楼随风摆动的幅度就会很小了,也因此更安全。


目前很多的高层建筑都采用了风阻尼器,比如在台北101大厦的88-92楼层挂置着一个重量达到了660吨的钢球,利用钢球的摆动来减缓建筑物的摇晃;而广州电视塔(小蛮腰)的阻尼器居然是用水做的,在小蛮腰的109到110层,就是以消防水箱作为阻尼器的减振控制系统。


正因为此,超高层建筑必须要在高层部位安装调谐质量阻尼器,当大风让大厦变得向一边晃的时候,大质量的阻尼器就会朝着相反的方向摆动,从而减轻了大楼的摇晃幅度。


上海中心大厦也安装了风阻尼器——上海慧眼,其总质量高达1000吨,安装在第125和126层(583米)。有了巨大的风阻尼器,超高层建筑物即便在强风中也不会出现剧烈摇摆,从而保证了建筑物的安全。



上海慧眼



而说到了上海中心大厦,它是世界上第一个引入电磁原理的阻尼器,它的“定风神球”是一个被称为“上海慧眼”的阻尼器,它的质量重达1000吨,阻尼器的上部艺术装置高度达到了30米,在狂风作用于建筑物的时候,它能够与主体结构共振,从而减小大楼的晃动。此外,建筑物的外形是扭转状态,这种外观本身就可以有效延缓风流的作用。



除此之外,外观呈现为锥形的上海中心大厦有着较低的重心,这有利于增加建筑物的稳定性。并且上海中心大厦的扭转外观可以有效延缓风流,让它所受的风负载下降24%。


总之,上海中心大厦非常安全。由于上海经常遭受台风影响,该建筑物在设计之初就已经考虑到这点。除非风力非常强,否则大厦不会有幅度达到1米的晃动。


 

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原文始发于微信公众号(工程客)

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