廣東佛山發(fā)生晃動(dòng)的寫字樓是萬科金融中心A座,我在網(wǎng)上搜索了一些關(guān)于這棟樓的相關(guān)資料。這座塔樓是一棟超高層辦公樓,大約有35層,根據(jù)樓層數(shù)和通常的樓層層高,這棟樓應(yīng)該是在130米左右。
無獨(dú)有偶,在2021年的時(shí)候,作為一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師接受媒體采訪,我就回答分析過深圳華強(qiáng)北賽格大樓出現(xiàn)類似晃動(dòng)的原因。我記得當(dāng)時(shí)也是5月,同樣地震局沒有監(jiān)測(cè)到周邊地區(qū)發(fā)生過地震。不過,賽格大賽有76層,總高度355.8米,晃動(dòng)的幅度比這次佛山金融中心寫字樓要明顯。
而這兩次超高層建筑在非地震作用下發(fā)生晃動(dòng)的主要原因,還是因?yàn)?strong>風(fēng)的作用,具體來說可能是出現(xiàn)了橫向風(fēng)振效應(yīng)。所謂橫向風(fēng)振效應(yīng),通俗來講,大家可以試試,拿一張A4的紙,用嘴使勁向垂直于紙張厚度的方向吹一口氣,大家會(huì)發(fā)現(xiàn)紙張?jiān)诖怪庇诤穸确矫姘l(fā)生劇烈的振動(dòng)。
橫向風(fēng)振效應(yīng)示意
在2021年深圳賽格大樓晃動(dòng)發(fā)生后,當(dāng)?shù)卣袑I(yè)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)和鑒定機(jī)構(gòu),對(duì)賽格大樓進(jìn)行全方位的結(jié)構(gòu)安全檢測(cè),專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)賽格大廈的房屋沉降、傾斜率、加速度等情況持續(xù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),最終得出結(jié)論——大樓結(jié)構(gòu)整體性能滿足要求。
我們做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證結(jié)構(gòu)安全是最低最低的底線。但這并不意味著滿足了結(jié)構(gòu)安全,這棟樓就算合格了,比如在位移控制方面我們需要有舒適度方面的要求。至少讓人在建筑內(nèi)部不會(huì)感覺到明顯的晃動(dòng),而造成心理上的恐懼。
對(duì)于現(xiàn)在超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,我們?cè)试S樓層在一定范圍內(nèi)發(fā)生變形,但我們要考慮人體感的舒適度,雖然從設(shè)計(jì)角度上講,些許的晃動(dòng)不影響主體結(jié)構(gòu)的安全,但誰都不愿意在能明顯察覺晃動(dòng)的建筑里工作。
就目前而言《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中有提到舒適度和水平位移限制的要求。
我們先說舒適度,規(guī)范中是通過限制風(fēng)振加速度來保障舒適度的。
規(guī)范3.7.6 房屋高度不小于150m的高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足風(fēng)振舒適度要求。在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng)最大加速度計(jì)算值不應(yīng)超過表3.7.6的限值。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng)最大加速度可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99的有關(guān)規(guī)定計(jì)算,也可通過風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果判斷確定,計(jì)算時(shí)結(jié)構(gòu)阻尼比宜取0.01~0.02。
而對(duì)于水平位移,規(guī)范是通過位移角來進(jìn)行限制的。
規(guī)范3.7.3 按彈性方法計(jì)算的風(fēng)荷載或多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下的樓層層間最大水平位移與層高之比△u/h宜符合下列規(guī)定:高度不大于150m的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比△u/h不宜大于表3.7.3的限值。
以上內(nèi)容非專業(yè)人士不必了解,我羅列出來是想表達(dá),現(xiàn)代超高層建筑的設(shè)計(jì)中,是要求考慮建筑在風(fēng)荷載作用下發(fā)生晃動(dòng)的可能,并且給出了量化的限制。而這次的金融中心和上次的賽格大樓,都出現(xiàn)了讓人體感覺很明顯的晃動(dòng),那顯然是在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮得不夠周全,或者說周邊環(huán)境發(fā)生過明顯變化。
不管怎么說,整棟樓里的人都能感受到大樓的晃動(dòng),盡管滿足結(jié)構(gòu)安全,但它不是一棟滿足使用要求的建筑了,希望在后續(xù)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)和鑒定中,能夠詳細(xì)地給出大樓晃動(dòng)的具體原因。同時(shí),由于這幾年超高層建筑非地震作用的晃動(dòng)時(shí)有發(fā)生,我估計(jì)后續(xù)超高層建筑的專家評(píng)審或者方案審查里,各地的建委一定會(huì)著重關(guān)注水平舒適度方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容。
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