赛格摇晃只因棍,为何万吨大厦顶不动一根棍子?终是棍子扛下所有
2021年5月深圳赛格大厦内人员紧急撤离,在这之前大厦曾三天连晃三次。
两个月之后专家组宣布调查认为,已经使用了20余年的大厦,其局部楼层压型钢板组合楼板及桅杆连接点等多年来累积的损伤,已经让大厦结构频率、阻尼比等动力特性发生了变化,使得桅杆和大厦主体结构具有了共同振动频率。
因此,是顶部桅杆在风的作用下,与大厦主体产生共振,才造成大厦的晃动。而据专家称,大厦结构并未损坏,可继续使用。
在听到这个结果时,有太多人不能接受。无数的疑问涌上心头,实在接受不了这个答案。为什么一个桅杆能晃动大厦?万吨大厦还承受不住区区一根棍子?
实际上,有所怀疑的人都不了解共振的威力。都知道现在各国部队行军过桥时,都要使用便步而不是正步,正是为了避免踩断大桥的历史重演。
18世纪中叶,拿破仑入侵西班牙时,一支法国小分队路过一座102米长的铁链悬桥时,由于部队始终迈着整齐步伐,且步伐频率恰巧等于或接近大桥的固有频率,因此与大桥产生共振,最终大桥因振幅过大而突然断裂坠落,造成226名官兵和行人丧生。从此以后,军队过桥一律采用便步。这就是共振的威力。
共振的专业解释,是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形;这些特定频率称之为共振频率。在共振频率下,很小的周期振动便可产生很大的振动,因为系统储存了动能。
也可以理解为荡秋千,不断有一个外界的力输入,让人荡得越来越高。
而赛格大厦顶着的桅杆,就像是荡秋千时背后推着的那双手。桅杆在风的作用下震动,再一次次地将自己的震动传给大厦,最终导致大厦摇晃。
但还是有人会疑惑,大厦毕竟是个几十万吨的庞然大物,相较起来,桅杆不过是"大象身上的虱子",再怎么积累动能,也不至于撼动大厦吧?
对于这个问题其实就很好办了,因为这个大厦没有阻尼器啊。阻尼器就是一个大铁球,会像钟摆一样运动。其作用是在大楼摇晃时,通过向大楼相反方向晃动,以减弱大楼的摇晃幅度。大楼的摇晃幅度越大,它的晃动幅度也会提高,可以尽力稳住建筑物。而为了降低成本,也会将其换成大水箱。
由于阻尼器能吸收建筑物的动能,降低最大振幅。因此没有阻尼器的大厦,没能消解桅杆日积月累的动能,最后跟着头顶那根棍子晃了起来。因此也正如专家所说,拆掉桅杆就能解决大厦晃动的问题。
但在摩天大楼中,安装阻尼器还是非常重要的。否则即便解决了这次的问题,也不能保证下次大厦一定不会再次摇晃,而下一次就不一定还有补救的机会了。毕竟,阻尼器是一栋大楼在强风下赖以生存的东西。
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共振不仅晃动了大厦,也震塌了不知多少座桥。1940年,位于美国华盛顿州的塔科马海峡吊桥,耗时两年终于建成。这座桥长1810米,宽12米,是当时仅次于金门大桥和乔治华盛顿大桥的世界上第三大悬索桥,仅投资就花费高达640万美元。
然而,在通车的四个月后,竟然戏剧性地被微风给摧毁。
1940年7月11日,技术人员也在7:30测得风速为每小时38英里,两小时后增强到每小时42英里,而此时的塔科马海峡吊桥的桥面起伏,已经超过一米。
甚至疯狂扭动的路面一侧已翘起8.5米左右,倾斜达到45度。最终承受着大桥重量的吊索连接断裂,使得120多米的大桥主体轰然坠落。后来为了避免共振,重建的大桥将道床厚度增至10米,并在路面上加入气孔,使空气可在路面上穿越。
#深圳赛格广场大厦有感振动原因查明##深圳赛格大厦振动后为何能继续使用#
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