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。
一、事件回溯
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,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。
福田区接报后立即启动应急响应,区相关职能部门已组织专家到场对大楼安全进行检测,经专家初步检测排查,大楼周边场地未见地面开裂情况,未见幕墙板块脱落损坏。
相关具体情况及原因正在进一步调查核实,将及时向社会公布。
二、理论上来说
超高层建筑让风吹晃了一点都不稀奇,不晃才不太可能。即便是用钢铁和混凝土打造,一个超高层建筑依然是一根细长的杆,很容易受到风的影响。所以超高层建筑在设计的时候都要充分考虑风对它的影响,和它扰动的气流对别的建筑的影响。许多除了要做力学上的理论设计外,还要去吹风洞。
为了减少风的影响,一方面建筑的外形和结构、材料要精确设计,比如上海中心的旋转结构就跟防风有关。另一方面在超高层建筑顶端要安置减摇的装置。
深圳华强北赛格大厦的晃动,大概率也是风造成的,当年可能在空气动力学设计上不是特别上心,后来城市建设造成风场的变化也可能是诱因。如果风造成的震荡正好跟全楼的共振频率吻合了,能让人感觉到也就不奇怪了。
虽然结构受损的可能性不大,但接下来要做评估,如果是风造成的,看看能不能用空气动力学的办法解决一下,比如在建筑外墙上增加什么东西改变一下气动外形。
三、总结高度达到了355.8米,有70多层,如果在较高的楼层,即使下面有一点的晃动上面也会感觉非常剧烈,难怪人们会如此害怕。深圳近期没有地震,那为什么大楼会有晃动?如果周围没有巨大的施工等等其他因素,那就是大楼自身的原因了,不知道是不是质量原因?这栋大楼建成于1999年,才使用22年左右的时间,按说不是老旧的楼房,如果真是成了危楼,那可真麻烦了!
这样的大楼如此高,住的人如此多,57楼下来只有两部电梯,如果真是发生了什么危险,真是很难逃生。万一发生了地震、晃动等情况,还不能坐电梯,不然万一停电就麻烦了。可如果不坐电梯,从70多层楼上下来,走楼梯要多长时间?真要有危险的话这段时间楼可能就倒下了,根本来不及下来。高层建筑的逃生问题一起是世界性的难题,尤其是发生火灾、地震等情况时,看看美国当年的双子大厦受到袭击的情况就知道了。
现在官方正在调查,还不知道是什么原因造成的,也不能贸然说是楼房的质量问题,还是耐心等待一下官方通报。但无论什么原因造成的,一定要及时准确地公布原因,不然大家的恐慌感不会消除,这栋大楼也不能轻易启用。
针对本次事件,我来说下我的的看法:
1、总高度350多米应该包含了,顶部类似大哥大手机天线的构架,实际主体结构高度好像只有300米左右。
2、300米左右高度的建筑绝大多数情况下是不会设置阻尼器,没必要浪费成本,效果也不好。一般来说会可能会把消防水池设置在屋顶,客观上也起到部分阻尼的效果,虽然结构计算的时候几乎不考虑消防水池阻尼的作用,但这属于结构概念设计的范畴了。
3、对于深圳300米建筑的主要抗震设计,除了结构本身框架-核心筒结构的二道防线外,会设置带状桁架和伸臂桁架的加强层,其目的就是减少水平荷载带来的位移。水平荷载就是指地震,风的作用。但由于照片上幕墙遮挡了,就看不到是否设置的加强层。
4、由于没有设计资料和数据无法估计原因,但从仅有的照片来看,这栋楼的平面有一个不利的因素,正六边形较为对称,可能会导致扭转周期和平动周期接近,对抗扭不利。
5、至于晃动的原因,我认为还是风。风这个玩意产生的结构效应太复杂,反正我是搞不太懂得,能按依样画瓢按规范提供的公式来计算,或者按照风洞实验提供的数据计算,至于这些公式和数据怎么来的,到底能多大层度上模拟大自然的真实情况,我也不清楚。
补充:我觉得可能是出现的横向风振效应。通俗来讲,大家可以试试,拿一张A4的纸,用嘴使劲向垂直于纸张厚度的方向吹一口气,大家会发现纸张在垂直于厚度方面发生剧烈的振动。
6、不过有一个情况我们需要注意,赛格广场大楼是90年代设计的,当时对于超高层设计,不管是设计理论,项目经验还是计算软件,和现在有很大的差异。我估计这个项目的结构设计,至少是结构的方案是老外团队搞的。
7、风荷载设计而言,现在已经距当时设计时有20多年了,所以当时做风洞实验的时候,周边高层建筑的情况是无法模拟。也有可能是周边高层建筑,形成了一些特殊的地貌,让赛格大楼周边空气的流动产生了变化。通俗的说,大家看平整无障碍的河道和有乱石的河道,其水速和水流情况是不同的,这属于流体力学的范畴。
8、虽然体感上有晃动,但好像并没有出现类似地震晃动那样严重,不知道内部监控的画面有没有流出,桌椅板凳,书柜花架有没有倾倒。有待后续。
9、对于现在超高层结构设计而言,我们允许楼层在一定范围内发生变形,但我们要考虑人体感的舒适度,虽然从设计角度上讲,些许的晃动不影响主体结构的安全,但谁都不愿意在能明显察觉晃动的建筑里工作。
10、后续的加固,增加阻尼器我估计是没有这个空间了,多半可能是在顶层或者中间的某避难层增加桁架,加强建筑的整体刚度。