355米的赛格大厦为什么会晃动?

1年前发布

建筑安全,重于泰山

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作者:建道ArchiDogs

355米的赛格大厦为什么会晃动?

5月18日中午时分,深圳华强北第一高楼——355.8米的赛格大厦突然出现晃动,原因正在调查,由这栋摇晃的高楼而引发的各类讨论,短短几个小时内在深圳引发热议。

©凤凰新闻客户端 风视频

根据@福田发布 通报,2021年5月18日12点31分,赛格广场值班人员接到租户反映感觉大楼晃动。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

大楼管理处迅速通过楼层广播通知楼内人员应急疏散,并安排工作人员引导人员有序撤离。13点55分,赛格广场内所有人员已安全疏散。

目前楼体晃动的原因还在调查中,中科建工有限公司华南大区总工程师陆建新接受采访时表示,初步猜测可能是建筑共振引起的晃动。

风能把数百米高的钢筋混凝土大楼吹动吗?来看这个值得所有建筑/土木专业重视的“建筑共振”,到底有何威力?

 

01

355.8米赛格大厦发生晃动

深圳多部门通报最新情况

中国气象局数据显示,5月18日,深圳气温28到33摄氏度,多云,云量为91%,湿度77%,最大风力为南风3级。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

网友拍摄视频显示

赛格大厦楼顶两根天线,疑似有晃动情况

355米的赛格大厦为什么会晃动?
©深圳报业视听中心

市、区应急、住建、消防、公安等部门正联合开展调查,调查情况及时向社会公布。

▶ 深圳应急管理

355米的赛格大厦为什么会晃动?

5月18日13时50分许,深圳市应急管理局值班室接报:深圳市福田区华强北街道赛格大厦出现摇晃。
经该局查看并分析全市各地震监测台站数据,今日深圳市未发生地震。赛格大厦摇晃原因相关部门正在核查。
@深圳应急管理

▶ 深圳市住房和建设局

355米的赛格大厦为什么会晃动?

接报后,我局立即组织相关专家赶赴现场,随即对赛格大厦楼体及房屋情况进行现场踏勘,对事件情况进行研究分析。
经查,13:30后大厦未再发生振动现象。目前大厦主体结构及周边环境未发现涉及安全异常情况,
周边地面未发现开裂现象,室内钢结构及装饰面层处于正常状态。具体振动原因还在调查中,大厦主体结构安全。
@深圳市住房和建设局

355米的赛格大厦为什么会晃动? 355米的赛格大厦为什么会晃动?

网友拍摄的现场情况

▶ 更多现场直击

事情发生后,公安、消防、卫生等部门派人到场维持秩序,华强北的保安、部分义工也在疏散民众,对市民进行劝导。福田区相关负责人也第一时间赶到现场应对处置,并请相关专家监测,调查原因。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

14时许,赛格广场大楼已被封锁,禁止人员进入。
经济观察网的记者采访了一些现场人员:
一名现场保安人员称,相关工作人员还在鉴定大楼事故原因。事发时他人在7楼,完全感受不到任何晃动。
‘我基本没有任何感觉。’在赛格大厦18楼上班的公司员工同样表示。
一位在赛格大厦35楼办公的商家工作人员说,当天上午,赛格大厦就曾晃动过一次。
‘我们公司是中午1点来钟才上班,刚到办公室就开始感觉脚下在摇晃,头脑眩晕,当时没有参照物,无法判断震感到底有多强烈。’
该商家工作人员说,情急下他慌忙跑下楼。
@经济观察网

355米的赛格大厦为什么会晃动?

©经济观察网

凤凰新闻客户端的记者采访楼内某工作人员:

从赛格大厦撤离的徐女士说,她在赛格大厦51楼上班,18日12时15分左右,她和同事在办公室吃饭,
有同事说‘有晃动’,其他同事说不明显,大家就没有在意。
饭后,她准备午休,约13时05分,‘椅子晃动比较明显,大家都感觉到了’。
于是,她和同事连忙跑出来,发现外面也很多人在跑。
‘楼下管理处也在一起疏散,没有拥堵,没有太恐慌。’徐女士说,
赛格大厦有两个电梯,从51楼下去,先走楼梯到45楼再坐电梯最方便,
她选择了走楼梯到45楼再坐电梯下来的,‘也有同事直接从51楼走到一楼,那时候坐电梯的很多人’。
‘晃动也不是非常厉害,和地震的感觉不一样,就是椅子有明显晃动感觉,还有大厦里的柱子,如果靠在那里也有明显的晃动。
@凤凰新闻客户端

355米的赛格大厦为什么会晃动?

355米的赛格大厦为什么会晃动?

网传现场亲身经历者发出的朋友圈

355米的赛格大厦为什么会晃动?

18日16时许
有专业人士正在现场对赛格大厦楼体进行测量

▶ 专业人士怎么说

资深工程师表示:或与刮风引发大楼共振有关。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

中科建工有限公司华南大区总工程师:陆建新

曾经参加过地王大厦、京基100、平安金融大厦等深圳超高层建筑设计建设的,中科建工有限公司华南大区总工程师陆建新,在接受记者采访时分析:

此次赛格大厦产生晃动,排除了地震的因素后,比较大的可能是因为刮风引发大楼产生了共振,情况类似去年虎门大桥发生晃动的情况。目前在没有明确查出原因的情况下,只有这种解释,最后要以权威部门发布的信息为准。

陆建新还补充道,赛格是目前世界最高的钢管混凝土结构大厦,对于这次发生的情况,后期需要做详细的分析和检查。

▶ 延伸阅读

风一吹高楼会摇摆?这危险吗?

即使摇摆幅度在1米,各层之间也是渐进式的,居住其中不会有明显感觉。

此外,不只遇到共振,一般高楼遇到风吹时,楼体都会自己晃动。有的高层晃动幅度甚至能达1米。住在这样的高层中危险吗?辽宁省建筑设计研究院院长杨晔解释说,楼体共振摇晃属其垂直位移,遇风摇摆属其水平位移。

这是建筑物承受水平方向力,主要是风力所要求的。如果没有这个位移的话,建筑反倒危险了,有可能在细部会承受巨大的剪力而破坏。即使低层与顶层的摇摆幅度在1米,各层之间也是渐进式的,居住其中不会有明显感觉。

02

深圳华强北 地标性建筑

1999年建成完工

355米的赛格大厦为什么会晃动?

公开资料显示,赛格大厦(SEG Plaza)高355.8米,总建筑层79层,地上75层,地下4层,总建筑面积达17万平方米 ,1999年建成完工,是深圳华强北的地标性建筑。

大厦于2000年竣工,一度是深圳第三高楼,也是世界最高的钢管混凝土架构大厦之一。依据世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)最新数据显示,赛格广场高度目前位列世界第212、中国第104、深圳第18。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

赛格广场由陈世民先生设计,他是中国建筑设计行业最具影响力的设计大师之一。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

陈世民(1934年10月-2015年7月23日)
毕业于重庆建筑工程学院。

作为中国建筑设计行业最具影响力的设计大师之一,他通过多年设计实践总结出‘环境、空间、文化、效益’的综合设计理念,提出‘环境论’,主张开发‘第五代生态文化型住宅’。

其代表作品有:深圳火车站、深圳赛格广场、深圳发展银行大厦、深圳麒麟山庄、蒙特利尔枫华苑酒店、中央党校综合教学楼、中国建筑文化中心、TCL工业研究院大厦、广州汇美大厦、深圳诺德中心、天津营口道地铁广场、重庆珊瑚水岸、东莞森林湖、南海世纪海景花园等。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

塔楼为八边形的平面,结构采用了高强度钢管混凝土体系。外立面由玻璃幕墙和铝板构成,体现了简洁富丽的风貌与高雅的气质。

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镜头下的赛格大厦

355米的赛格大厦为什么会晃动?

赛格大厦夜景

03

士兵过大桥不能齐步走

建筑共振

有这样一则故事:传19世纪初,一队拿破仑帝国时代的法军士兵在指挥官口令下,迈着威武雄壮、整齐划一的步伐,通过法国昂热市一座大桥。快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,造成许多官兵和市民落入水中丧生。

后经调查,造成这次惨剧的罪魁祸首,正是共振!因为大队士兵齐步走时,产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致,使桥的振动加强,当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时,桥就断裂了。

类似的事件还发生在俄国和美国等地。有鉴于此,所以后来许多国家的军队都有这么一条规定:大队人马过桥时,要改齐走为便步走。

其实,所谓的共振,是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语。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。而这些特定频率,就可称之为“共振频率”。

共振是十分普遍的自然现象,在物理学的各个分支学科和许多交叉学科中,以及工程技术各个领域,都会遇到它。

例如,桥梁、码头等各种建筑,飞机、汽车、轮船、发动机等机器设备的设计、制造、安装过程中,为使建筑建构安全工作和机器能正常运转,都必须考虑到防止共振问题。

共振现象容易发生于高耸结构物上。

 

04

国内外建筑共振案例

重视、预防 十分必要

▶ 塔科马海峡大桥颤振

塔科马海峡大桥Tacoma Bridge位于美国华盛顿州,1940年7月1日通车,四个月后却在18m/s的低风速下颤振而破坏,这戏剧性的一幕正好被一支摄影队拍摄了下来,该桥因此声名大噪。

事实上,该桥仅在启用后的几个星期,桥面便开始出现摆动,平日里的微风便能让它“随风起舞”,碰上大风天,桥面的摆动甚至可达2米之多,该桥也因此被当地居民称为“舞动的格蒂”。

塔科马大桥的设计师,系大名鼎鼎的旧金山金门大桥的设计师之一里昂·莫伊塞弗,他认为斜拉索大桥主缆本身可以吸收一半来自风的压力,桥墩和索塔也可以透过传导分散这些能量,于是大桥主梁从原先的7.6米缩减为2.4米。

但材料上的“缩水”并非大桥坍塌的主要原因,真正让大桥瓦解的元凶,是工程设计上的局限——当时的土木工程师没有预见到空气动力给桥梁带来的共振影响。

▶ 东京湾大桥涡振

日本东京湾通道桥主桥为10跨一联的钢箱梁连续梁桥,最大跨度240m,在16~17m/s的风速下发生了竖向涡激振动,跨中振幅达50cm。

这是由于气流经过钝体桥梁结构时产生分离,形成了周期性的旋涡脱落,并产生作用于桥梁上的周期性气动力,当旋涡脱落频率接近于桥梁的某个固有频率时,就激发了桥梁的涡激共振。

虽然涡激共振不会像颤振一样引起桥梁毁灭性的破坏,但频繁持续的涡振会造成桥梁构件疲劳破坏,并引起行人和行车不舒适,因此避免涡激共振也是桥梁抗风设计的重点。

▶ 俄伏尔加河大桥蛇形共振

2010年5月19日晚,俄罗斯首都莫斯科南方的伏尔加格勒过河大桥发生离奇摆动,钢筋混凝土构建的大桥竟呈波浪形翻滚,整个桥体也出现了较为明显的左右晃动,并发出震耳欲聋的声音,正在桥上行驶的车辆也在滚动中跳动。

大桥振动停止后,专家检查了桥梁各处道路和围栏等,发现桥梁无裂纹,无损伤。工程师在初步检查后认为,这种现象可能是受地震影响,或是大桥桥墩受到洪水冲击所导致。俄罗斯著名桥梁专家阿纳托利则表示,这种现象是由于风波动和负载所共振而引发的。

▶ 广东虎门大桥涡振

2020年5月5日下午,广东虎门大桥悬索桥发生桥面晃动,振幅较为明显,专家解释是因为风速太大而产生的涡振。为确保广大司乘人员和桥梁结构物安全,从15时20分起,虎门大桥实行了全封闭交通管制。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

虎门大桥大修办公室相关负责人向媒体介绍,这种悬索桥由于风产生的震动一般分两类,颤振和涡振,颤振对于桥梁结构是有影响的,会破坏结构;而涡振对桥梁结构无影响,只会影响行车的舒适度。

355米的赛格大厦为什么会晃动?

涡振最明显的特点是上下有限地振动,产生的原因是由于风在桥面上跟桥的自振频率一致,产生了共振。负责人强调,这是安全的,因为是在一定范围内的振动,而且是在低风速的情况下。随着风速的变化,这种振动会慢慢消除。

时至今日,人类对付共振危害的方法  ,更是多种多样的,也更加先进。

如果构件的自振频率与漩涡的发放频率相接近,就会使结构发生共振破坏,可采取的措施主要分以下两方面:

一是对构件进行刚性加固,或增大尺度提高其刚度,改变构件的自振频率,避免它与漩涡发放频率相接近。

二是想办法改变构件后的尾流场,破坏尾流场漩涡的规律性泄放。如在结构上安装螺旋线立板和改变结构截面形状等。

关于深圳赛格建筑晃动的原因,目前还在做详细分析和检查,一切以官方通告为准!

Reference:

https://mp.weixin.qq.com/s/6pnIC6GA3clGgw2qH3aUxg

https://mp.weixin.qq.com/s/wUyKZXKCd7evH1IYJAtcVA

https://mp.weixin.qq.com/s/_bB1bSG3NNek4oizjlN_Hg

https://mp.weixin.qq.com/s/qJoN0UYGrvmMe-Ia1HCCAw

部分图片信息来源:©凤凰新闻客户端 风视频 ©经济观察网 ©深圳商报

部分图片来源于互联网

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