阻尼究竟有多重要,為什麼沒有阻尼:就能讓華強北賽格…


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阻尼究竟有多重要,為什麼沒有阻尼:就能讓華強北賽格大樓搖晃?

昨天深圳華強北賽格大廈的晃動讓大家關注不已,對一幢300多米高的大廈晃動也疑惑不解,今天官方一份資料表明,賽格大廈沒有安裝阻尼器是其中的關鍵,而且賽格大廈的振動系多方耦合所致,成因比較複雜!

阻尼又是什麼東西?它在大樓中起到了什麼作用?

筆者昨天就有一篇文章關注了賽格大廈的振動,已經提出了一個猜測,可能是沒有阻尼所致,但筆者在文章中比較確定的是,賽格大廈安裝了被動阻尼裝置,但很可能沒有安裝主動阻尼裝置,如有興趣請移步首頁:究竟什麼原因?深圳300米高樓晃動集體恐慌:要是颱風來了咋辦?

什麼是被動阻尼?

被動阻尼比較好理解,就是在大樓設計時候加入變形吸收與緩衝裝置,就像汽車的避震彈簧一樣,對於汽車避震很容易理解,畢竟車是要在不同路況下跑的,隨意避震非常有必要,但大樓為什麼硬要“避震”呢?大樓都不會變形。

其實無論是風吹還是還是周圍建築施工或者地下地鐵經過等,都會導致地面震動,而大樓存在固有頻率,兩者耦合就會形成共振!而吹風洞就是盡量避免風導致的耦合振動,比如風壓或者渦流脫落等。

因此高樓在設計時加入這些變形吸收裝置,會將大樓的晃動很快吸收掉,不會放大到人體能感覺的程度,被動阻尼裝置對大樓非常重要,而且它成本低,效果非常好!

因此這種裝置在高樓中是很常見的,如果你留意,那麼在上海大廈某些鋼結構處就會看到類似的結構。

除了被動阻尼以外,還有主動阻尼裝置

不過在說主動阻尼裝之前,還有一種高樓頂部設置重物穩定阻尼器,這種更簡單,比如有傳聞在賽格大廈晃動之前,放空了樓頂的水池準備清洗,結果導致了晃動,從理論上看是存在這個可能的,因為高樓頂部的重載荷是整棟大樓的穩定器。

實驗中就很容易看出,頂部有重物的“建築物”晃動衰減很快,真很簡單,因為重物難以移動,會使大樓的固有頻率改變,使得振動難以持續,很快就會衰減。

另一種方式則是真正的阻尼,它的原理也是樓頂設置重載荷的方式,只是不一樣的是設置的重載荷能在大樓多處設置傳感器監測到的位移,然後通過計算機控制將這個重載荷移動,以抵消大樓的晃動產生的位移,這種主動阻尼的效果是最好的。毫無疑問,它的成本也是最高的!

比如上海大廈、上海金茂大廈、台北101大廈、迪拜哈里發大廈這些超高層建築,統統都有主動阻尼裝置,它的存在能讓大樓穩定在人體感覺以外,當然在強風或者極端情況下,能達到最舒適狀態(當然也有可能感覺到輕微晃動,但比沒有阻尼的大樓那是要舒適數量級的差別了)。

延伸閱讀:賽格大廈晃動已經不是第一次

s賽格大廈設計規模:地上72層,主體高291.6米,含頂部鐵架高353.8米,地下4層,開挖深度21米, 結構特點:鋼管混凝土及型鋼組合梁框架結構,在同期同類工程中建築高度世界第一。

據說在賽格大廈在1999年安裝塔尖後,有人就發現塔尖在晃動,原來塔尖高度60米,被鋸掉了20米後抖動消失,另外也有資料稱,賽格大廈邊建設邊修改設計,不知道這些是否和最近的抖動有關,咱不做評價,只是作為資料給大家了解一下。