深圳賽格大廈振動事件有了結論 我們梳理了這5大疑問

2021年07月15日22:14

  原標題:深圳賽格大廈振動事件有了結論,我們梳理了這5大疑問

  新京報快訊(見習記者 展聖潔)7月14日,深圳有關單位負責人和專家就“5月18日深圳賽格廣場大廈振動事件”進行了情況說明。經過大量的檢測、試驗、分析論證及多方複核、鑒定,專家認為,賽格廣場大廈在設計荷載範圍內和正常使用情況下主體結構是安全的,可以繼續使用。

  對於振動原因,專家認為,桅杆風致渦激共振是引發大廈有感振動的主要外因,大廈及桅杆動力特性的改變,是引發大廈20餘年後才發生有感振動的主要內因。

  新京報記者注意到,之前網上賽格廣場大廈晃動的視頻中可以看到,樓頂的兩根桅杆在風中擺動,大廈也有肉眼可見的晃動。那麼,高層建築上的桅杆有何作用,是否可拆?“桅杆風致渦激共振”又是如何發生的?什麼樣的建築容易產生共振現象?對此,新京報記者採訪了多名建築專家和房地產專家。

  疑問1

  桅杆有什麼用,可否拆除?

  執業建築師沈濤介紹,桅杆最初是指船上懸掛帆和旗幟、裝設天線、支撐觀測台的高的柱杆,後來建築行業桅杆也有避雷或者航標的作用。桅杆可以拆除,拆除後在樓體頂部可以重新佈置避雷針或者航標。

  7月14日在回答媒體提問時,深圳專家方面也認為,拆除桅杆可以有效解決大廈有感振動問題,桅杆原有的防雷、航標功能可在桅杆拆除後在樓頂重新布設。同時,深圳市住建局負責人表示,桅杆拆除方案經過了重重把關,也將於近期實施。

  國家一級註冊建築師、中國建築學會會員鄭濤也強調,這種防雷、航標功能對於大廈來說是必不可少的,但可能會以其他形式存在,這個很好實現。

  疑問2

  桅杆風致渦激共振是如何產生的?

  那麼,專家提到的“桅杆風致渦激共振”是什麼意思?它又是如何發生的呢?

  沈濤介紹,“桅杆風致渦激共振”說得通俗點就是高處風速較大,風吹過桅杆在周圍形成風渦,導致桅杆振動,桅杆跟樓體連接的地方因為一些原因產生共振,從而帶動大樓一起振動。

  此前,哈工大(深圳)土木與環境工程學院副院長肖儀清教授在接受媒體採訪時介紹,深圳市氣象局用超聲風速儀測出了大樓的天台上的最大風速約是10米/秒,考慮到超聲風速儀安裝的位置是離樓頂大約兩米左右的高度,桅杆要比樓頂高幾十米,可見,上面的風速已經超過了10米/秒。

  “相當於我把瓶子裝滿水固定在地面上,然後瓶蓋上面紮了一根針,水比較重,所以輕輕撥動這根針,這瓶水產生的顫動完全不會引人注意。但是如果稍微用力撥動這根針,這根針震動比較強烈,可能跟瓶蓋產生共振,一定程度上會帶動整瓶水晃動,有點‘四兩撥千斤’的味道。”沈濤說道。

  疑問3

  共振有多大能量或危害?

  鄭濤介紹,振動現像其實很常見,只要運動就會產生振動,很多情況下,建築自身能形成動態的平衡,只不過平時振動的幅度可能比較小,我們可能很難感覺出來。

  深圳賽格廣場大廈這次的振動之所以能夠明顯地被人們感覺到,是因為振動的幅度達到了一定的程度,也就是產生了共振現象。新京報記者查閱資料發現,當外力的頻率和結構自身振動的頻率相同時,會產生共振現象。

  鄭濤介紹,共振現像在日常生活中也有應用,比如我們會儘量避免在過橋時齊步走,這樣會使得橋樑振動的幅度逐漸加大,超過一定程度,就會出現橋樑坍塌。另一方面,划龍舟和拔河時,我們也會利用大家協調一致同步用力產生共振,從而產生最大的作用力。

  在此次深圳賽格廣場大廈振動事件中,專家通過調查得出結論:在穩態且持續一定時間的特定風場條件下,大廈桅杆產生了頻率為2.12赫茲的第四階反向位非對稱渦激共振,激發了大廈主體結構頻率同為2.12赫茲的高階彎扭組合模態,進而引起大廈主體結構有感振動。肖儀清教授在接受媒體採訪時表示,賽格廣場大廈的情況是不容易出現的。

  疑問4

  什麼情況下容易產生共振?

  鄭濤進一步指出,共振現象容易發生在老化的建築上。“舉個最簡單的例子來說,我買了一輛車,剛開始開著還可以,但過上幾年可能就不太好開了。建築也是這樣,一棟大廈就是一部機器。雖然從外表看上去它是一個整體,但是內部構件及其之間的連接十分複雜。時間久了,各個構件及其連接的振幅就會發生變化,導致建築整體不協調,從而產生共振現象,造成一定的損害,達不到1加1大於2的效果。”

  資料顯示,深圳賽格廣場大廈於1996年動工修建,1999年9月完工,2000年全面落成,由高級工程師、著名建築師陳世民大師設計,2001年被評為“國家科學技術進步獎二等獎”,是目前世界最高的鋼管混凝土結構大廈。大廈總高345.8米,總建築層79層,地上 75層,地下4層。

  深圳專家組調查後認為,大廈使用20餘年後,局部樓層壓型鋼板組合樓板及桅杆連接點等累積損傷使結構頻率、阻尼比等動力特性發生了改變,構成了此次振動的主要內因。

  廣州知名房地產專家韓世同也認為,賽格廣場大廈的建設年代比較早,在抗震、防風方面的技術標準和要求可能與後來的摩天大樓不完全一樣,但很顯然也達到了抗震、防風的標準。時隔20年,大樓結構等各方面的變化,造成了此次的共振現象。

  疑問5

  建築如何避免共振?

  韓世同介紹,現在一部分大樓採取了一些可靠的措施,比如去掉桅杆、減少風阻。

  鄭濤還提到,深圳賽格廣場大廈是傳統的鋼型結構,比較普遍,現在也會利用一些新型的結構來避免產生這種共振現象,增強建築的穩定性,最典型的就是杜拜的哈利法塔。

  記者查閱資料後發現,哈利法塔高828米,樓層總數162層,它獨特的結構形成了嚴謹縝密的幾何形態,增強了哈利法塔的抗扭性,大大減小了風力的影響,同時又保持了結構的簡潔。此外,台北101、上海環球、上海中心跟平安金融中心也都安裝了風阻尼器,來減輕風引起的結構振動。

  韓世同提到,對深圳賽格廣場大廈發生振動的事情,他感觸很深的就是廣東省對該事件的重視。據悉,在賽格廣場大廈振動事件發生以後,深圳市第一時間啟動應急響應,對大廈內人員進行有序疏散,每天通過官方渠道發佈賽格廣場大廈的監測數據。韓世同認為,這種做法值得各地借鑒。未來在建造超高層建築時,要把安全放在第一位,對大樓的抗震、防風、消防等方面多加註意。

  新京報見習記者 展聖潔

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