找到了!赛格大厦为什么晃?原来是楼顶两根桅杆惹的祸

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专家组通过技术调查、环境和设备运行调查与测试,排除了地铁运行、周边工程施工或爆破、空调机组运行等影响因素。通过对风致振动与结构累积损伤的重点分析,专家组认为:桅杆风致涡激共振和大厦及桅杆动力特性改变的耦合,造成了赛格广场大厦的有感振动。

用大家听得懂的话讲:赛格大厦楼顶的白色铁架子风吹摇摆,带着大厦晃动。专家称:桅杆风致涡激共振

什么是涡激共振?

当风吹在高层建筑、高层塔架、烟囱等竖直高耸的结构上时,我们通常能想到被吹弯了,还可能顺着风来回摆动。这是在最低固有频率下的第一种振动方式,最常见的就是风吹烟囱的振动,越往顶部摆幅越大。

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如果风速合适,我们站在上风口、背风面向结构物时,还能看到结构物在眼前左右晃动,这就是横风风振。这样说不好理解,但是通过模拟演示能够看到更清晰直观的答案。我们换个姿势趴着看一个竖直的旗杆,风吹过旗杆后会产生一系列水平摆动的漩涡(冯卡门涡街),随后逐渐脱落。这些涡流有规律地出现在旗杆的两侧,首先在一侧产生低压区,然后在另一侧产生低压区。由于这些原因,旗杆将开始垂直于风移动,首先向一侧移动,然后向另一侧移动。

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冯卡门涡街

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涡街演示

在一定的风速下,涡流会以等于固有频率的频率出现和脱落,塔将产生共振。引起共振的风速称为临界速度。如果风以临界速度吹的时间足够长,振动的幅度就会增加,您将看到旗杆在抖动。这是风振的第二种模式,目测头和脚不怎么晃动、但是腰晃得厉害。

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看得不过瘾?我们再看看更大的高耸结构风振,场面很壮观,那就是风力发电机组,像不像“我被青春撞了一下腰”?

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以上是对竖直高耸结构的风致涡激共振简单形象的解释。其实风不仅对竖直结构有影响,对横向的细长结构也会产生风振,结果是横向结构产生上下摆动。

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这种现象在现实中经常遇到,常见的就是桥梁的上下抖动,比如塔科马海峡大桥,就曾出现过此类情况。

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风引起的振动还会产生额外的疲劳载荷,从而缩短结构的寿命。对于横向布置的桥梁来说,解决风振的办法不算多。而此次赛格大厦晃动,最终专家组给定的结论就是楼顶高耸桅杆形成的风振,在涡流脱落后,导致桅杆风振,从而进一步带动大厦楼体晃动。增加赛格大厦的阻尼或者改变质量分布,这种方法可以削弱风振,但是实现起来难度太大。专家组给出的解决方案是拆除楼顶桅杆,原有的避雷功能由其它替代方案解决。

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其实也有另外一种方法可供参考,就是改变楼顶桅杆的外形结构,加上螺旋线扰流板,破坏涡流的产生,减轻不必要的空气动力学影响也未尝不可。这种做法在风力发电机组中已有应用,但终究不如拆除更简单。

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但是很多人对“赛格大厦多年不振,偏偏今年振,之后又消停了”的专家解释不理解、不认同、不接受。通俗点讲,可以简单理解为:适宜的风速就会导致楼顶桅杆晃动,它的出现频率甚至不低,但是没与楼体固有频率2.12Hz产生“共情”,这就是之前没看到大楼晃的原因;但是在5.18之后的一段时间内,由于局部楼层结构和桅杆连接点等处长时间累积的细微变化,使得桅杆产生了2.12Hz频率的振动,从而有桅杆振动带动楼梯晃动;在之后桅杆还会存在振动,但是频率再次变化,无法继续与赛格大厦“共情”,用户也就不能再感受到楼体晃动。

@工程师天张认为:专业的人干专业的事,调查专家组不乏院士等大咖位专业人士,再配合多单位背靠背专用仪器检测,得出了专业的调研结果,并指出赛格大厦结构安全,可以继续使用,这需要白纸黑字签名画押的,需要莫大的勇气,这种勇气是基于多年的专业积累,也是对广大民众和大厦用户的一个负责任的交代,如果不负责任地表态,换做是您,签字的手会不会抖?退一万步讲,全球都在关注的事件,背负着巨大的压力开展专业调研,这么大体量的建筑如果真的有问题,专家组给“洗白”,万一今后出现我们不想见到的结果,那时就不是专家的一世英名的问题这么简单了,您说是不是。

#深圳赛格大厦振动后为何能继续使用##全能创作家##科学燃计划#

关注@工程师天张,为您解读热点新闻背后的科学知识。

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页面更新:2024-02-05

标签:桅杆   楼顶   卡门   风致   大厦   涡流   旗杆   风速   烟囱   专家组   临界   横向   频率   结构   专业

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