632米的上海中心大厦,刮台风摆动可达1.4米,里面的人安全吗?

如题所述

上海中心大厦632米高,刮大风摆动超过1米,里面的人怎么没事?事实上,这座大楼的最大摆动幅度是去年的“利奇马”所创下的,被称为“定楼神器”的阻尼器的单边摆动幅度峰值高达70厘米,这也是上海中心大厦从2016年启用以来记录下的最大值。那么,为什么如此强劲的大风扫过中心大厦,而里面的人和建筑物本身却毫发无伤?


为什么总有人担心上海中心大厦的安全性?

毫无疑问,上海中心大厦就是一个众所周知的地标性建筑物,从整个大厦的占地面积(433954平方米),到建筑主体的楼层数(119层)和不同维度的高度值(580米的结构高度和632米的大厦总高度)。当然,这样的高度难免让人担心它的安全性,尤其是每年夏季台风频发的时候。

当然了,除了上海中心大厦本身的高度惊人以外,由于上海的位置比较特殊,容易被一些在其他地方登陆的超强台风过境。尽管上海一般并非登陆点,但一旦台风的破坏力足够,也会对大厦的摆动幅度带来较大影响,正如当年的“利奇马”过境一般,整个大厦会不可避免地发生晃动。


高达632米的上海中心大厦,为什么可以抵御超强大风过境?

第一,被称为上海中心大厦“定楼神器”的阻尼器:

只要是对上海中心大厦有所了解的人,相信一定不会对“上海慧眼”感到陌生,而所谓的“定楼神器”、重达1000吨的阻尼器就位于它的下方。毫无疑问,这个阻尼器的作用也是为了帮助高楼层减缓晃动幅度,从而对高层建筑的楼体稳定性和安全性进行加持。


阻尼这个物理学名词,本质上其实就是对特定力作用的衰减、又或是对能量的耗散。而运用到上海中心大厦中的阻尼器则主要是为了对风力的作用进行缓冲。事实上,装有阻尼器的大厦也并非只有上海中心大厦这一个,同在上海的环球金融中心也是其中之一。

当然,上海中心大厦所选用的则是电涡流阻尼器,这是我国研发出的一种新技术,它能够将大风在楼宇间产生的机械能转化为热能消散。我们可以从数据上直观地感受到它的作用,该阻尼器的投入使用,能够降低风致峰值加速度,并且,其降低幅度超过了43%,这足以让身处于大厦中的大部分人都不会感到明显不适。


第二,我们可以从这座大厦的地基说起:

尽管位于该大厦之下的地基原本是土质比较松软、且含有大量粘土的河流三角洲区域。但是,工程师们设计了深度高达86米左右的980个基桩,为了让地基更加牢固,还特意浇筑了60881立方米的混凝土。也就是说,这座大厦地下不仅有纵向深度足够的基桩,还有大约6米厚左右的基础混泥土底板。

第三,大厦外部的扭曲设计可延缓风流:

不管你是到过上海中心大厦,还是看到过它的外观图片,我们都已观察到其螺旋式上升的外部结构,并且,建筑面上的开口贯穿部位也是至下而上。如果从大厦的顶部来观看,它的外观就跟吉他的拨片差不多,大厦的高度和楼层的扭曲程度成正比,每层扭曲的度数大约为1度。


设计师会选择这样的外观设计,当然不只是追求所谓的辨识度,主要目的其实是为了延缓风流。因为,一座足够高的大厦在遇到足够强劲的大风时,风会在围绕大厦的时候造成所谓的漩涡脱落效应,这便意味着大厦很可能会“随风起舞”。

所以,研究人员在设计出中心大厦的外观之后,就将其缩小之后的模型进行了风洞测试,结果的确显示这也的设计足以让测力减少24%。要知道,上海的夏天经常会有台风过境,区别只在于每次过境大风的强度有所不同。所以,这样的超高建筑物必然会经受台风的考验,地基的牢固性固然重要,抗风能力同时也不容忽视。

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第1个回答  2020-04-09

随着科技的进步,人类可以建造出越来越高的建筑物。摩天大楼拔地而起,直冲云霄。在目前超高建筑的高度排行榜中,我国的上海中心大厦位列全球第二,其高度达到632米,总共有128层,重达85万吨。

然而,超高建筑要面临大风和地震带来的不稳定性影响。随着高度的升高,风速会快速增加。在上海中心大厦的上层部分,将要承受每秒数十米大风的袭击。

如果遇上刮大风,尤其是台风来袭时,上海中心大厦将会出现晃动,最大晃动幅度可达1.4米。那么,上海中心大厦是如何确保建筑物以及里面的人处于安全状态呢?

首先,在设计之初,建筑师就已经考虑到了大厦稳定性的问题。上海中心大厦埋下了956根基桩,每根长度可达86米,以确保地基稳定。大厦的底部呈现为锥形,这可以降低重心,让大厦变得更稳。正所谓万丈高楼平地起,只有打下坚实的基础,大厦才能建得更高。

其次,上海中心大厦的特殊外形可以有效降低风压。大厦的外观犹如盘旋而上的巨龙,每升高一层,扭曲的角度会增加一度。这种独特的外观并不仅是为了美观,它对于大厦的稳定还有十分重要的作用。

当大风吹到超高层建筑物上时,它们会环绕在建筑物周围,产生涡旋脱落现象,这会让大厦出现大幅度晃动,从而影响建筑的安全。上海中心大厦的螺旋式上升外形经过了风洞的测试,能够有效延缓风流,可以让作用在大厦上的风力载荷减少大约四分之一。大厦外幕墙还设计了V形导风槽,这也能降低风力载荷,进一步提高大厦的稳定性。

除此之外,最为重要的是,上海中心大厦还有一个“定海神针”——上海慧眼,这是一个重达1000吨的风阻尼器,其重量约占大厦总重的0.118%。这个巨大的阻尼器由12根钢索吊在大厦内部,每根钢索的长度可达25米。

虽然上海中心大厦已经尽量提高稳定性,但这还不够,大厦仍然会被大风吹得晃动。为了对抗大厦的摇晃,阻尼器会朝着反方向摆动,这可以有效起到减震作用。上海慧眼被安装在大厦的倒数第三和第四层,距离地面大约583米。

在上海中心大厦建成之前,全球最大的风阻尼器位于台北101的上层,其重量为661吨。在台风的作用下,这个阻尼器能够摆动超过1米,让大厦经受住了台风的考验。

拥有全球最重的风阻尼器,上海中心大厦可以对抗超强台风。在2019年8月,16级超强台风“利奇马”登陆我国东南沿海。受此影响,上海中心大厦遭受40米/秒的强风袭击。

在超强台风的作用下,上海慧眼的最大单边摆幅达到了70厘米,这意味着最大摆幅可达1.4米。按照设计,该风阻尼器的最大最大单边摆幅为1米,所以上海中心大厦不惧超强台风。

第2个回答  2020-04-11
上海中心大厦虽热遇到风摇摆厉害,但是里面的人是绝对安全的,因为这个“摇摆”是内部建筑为了分散风的阻力而产生的,正常范围的摇摆对人没有威胁。
第3个回答  2020-04-09
安全,就像地球自转一样,一定范围内,感觉微乎其微
第4个回答  2020-04-10
上海中心大厦虽然很高,但是在设计的时候考虑到了众多的安全因素,所以里边有一些特殊的装置,即便是轻微摆动,也可以保证安全。
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