随着科技的进步,人类可以建造越来越高的建筑。摩天大楼拔地而起。在目前的超高层建筑名单中,中国的上海中心大厦位居世界第二,高632米,共128层,重85万吨。
然而,超高层建筑不得不面对强风和地震造成的不稳定。随着海拔的增加,风速会迅速增加。上海中心大厦的上部将受到每秒几十米的强风袭击。
如果有强风,尤其是台风,上海中心大厦将震动最大1.4米。那么,上海中心大厦是如何确保大厦及其人员处于安全状态的呢?
首先,在设计之初,建筑师就已经考虑了建筑的稳定性。上海中心大厦共埋设956根基桩,每根桩长可达86米,以保证地基稳定。建筑物的底部是锥形的,这可以降低重心,使建筑物更加稳定。俗话说,只有打下坚实的基础,高楼才能建得更高。
其次,上海中心大厦的特殊造型可以有效降低风压。这座建筑的外观就像一条向上盘旋的巨龙。每层楼的扭曲角度增加一度。这种独特的外观不仅是为了美观,也对建筑的稳定性起着非常重要的作用。
当强风吹向超高层建筑时,会将建筑包围起来,造成漩涡脱落,使建筑产生巨大的震动,从而影响建筑的安全。上海中心大厦的螺旋形状已经在风洞中进行了试验,它能有效地延迟风流,并将作用在建筑物上的风荷载减少约四分之一。建筑外的幕墙也设计了v型挡风板,可以减少风荷载,进一步提高建筑的稳定性。
此外,最重要的是上海中心大厦还有一个“定海深圳”——上海颜回,一个1000吨级的风闸,约占大厦总重量的0.118%。这个巨大的阻尼器由12根钢索悬挂在建筑内部,每根钢索的长度可达25米。
虽然上海中心大厦的稳定性已尽可能得到改善,但这还不够。大楼仍然会被强风摇动。为了抵抗建筑物的晃动,阻尼器会向相反的方向摆动,从而可以有效地起到减震作用。上海之眼安装在离建筑底部三、四层,离地面约583米。
在上海中心大厦建成之前,世界上最大的风闸位于台北101大楼的上层,重达661吨。在台风的作用下,阻尼器可以摆动1米以上,使建筑物经受住台风的考验。
拥有世界上最重的风闸,上海中心大厦可以抵御超强台风。2019年8月,一个16级的超级台风“李希马”在中国东南沿海登陆。结果,上海中心大厦被每秒40米的强风袭击。
在超强台风的作用下,上海颜回最大单摆达到70厘米,也就是说最大单摆可达1.4米..根据设计,风闸的最大单侧摆幅为1米,所以上海中心大厦不怕超级台风。
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