赛格大厦振动系桅杆风致涡激共振引起

2021
07-16

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BD01 / 综合整理
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  深圳赛格广场大厦振动事件调查结果发布,专家组认定主体结构安全,可继续使用
  赛格大厦振动系桅杆风致涡激共振引起

  7月14日,深圳有关单位负责人和专家就“5月18日深圳赛格广场大厦振动(简称赛格大厦)事件”进行了情况说明。经过大量的检测、试验、分析论证及多方复核、鉴定,专家认为,赛格大厦在设计荷载范围内和正常使用情况下主体结构是安全的,可以继续使用。对于振动原因,专家认为,桅杆风致涡激共振是引发大厦有感振动的主要外因,大厦及桅杆动力特性改变是引发大厦20余年后才发生有感振动的主要内因。

  新京报记者注意到,之前网上赛格大厦振动的视频中可以看到,楼顶的两根桅杆在风中摆动,大厦也有肉眼可见的摇晃。高层建筑上的桅杆有何作用,是否可拆?“桅杆风致涡激共振”又是如何发生的?什么样的建筑容易产生共振现象?新京报记者采访了多名建筑专家和房地产专家。

  ■ 释疑  

  赛格大厦为何出现振动?

  两方面原因,其中大厦及桅杆动力特性改变是内因

  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,造成了赛格大厦的有感振动。

  专家组认为,桅杆风致涡激共振是引发大厦有感振动的主要外因。专家组研究结果显示,桅杆在5月18日-20日发生了21次频率为2.12Hz反向位从静止开始的非对称风致涡激共振。另一研究显示,5月18日-20日大厦发生的有感振动为高阶弯扭组合模态,与桅杆振动频率同为2.12Hz。

  测试结果显示:在2.12Hz频率下,桅杆的第四阶非对称振动可以带动大厦发生高阶弯扭组合振动。

  专家组表示,大厦及桅杆动力特性的改变是引发大厦20余年后才发生有感振动的主要内因。大厦使用20余年后,局部楼层压型钢板组合楼板及桅杆连接点等累积损伤使结构频率、阻尼比等动力特性发生了改变,桅杆和大厦主体结构具有了2.12Hz的共同振动频率,形成了共振的必要条件。

  桅杆风致涡激共振如何产生?

  桅杆振动,和楼体连接处产生共振,带动大楼振动

  专家提到的“桅杆风致涡激共振”是什么意思?它又是如何发生的?

  执业建筑师沈涛介绍,“桅杆风致涡激共振”说的通俗点就是高处风速较大,风吹过桅杆在周围形成风涡,导致桅杆振动,桅杆跟楼体连接的地方因为一些原因产生共振,从而带动大楼一起振动。

  此前,哈工大(深圳)土木与环境工程学院副院长肖仪清教授在接受媒体采访时介绍,深圳市气象局用超声风速仪测出了大楼的天台上的最大风速约是10m/s,考虑到超声风速仪安装的位置是离楼顶大约两米左右的高度,桅杆要比楼顶高几十米,可见,上面的风速已经超过了10m/s。

  “相当于我把瓶子装满水固定在地面上,然后瓶盖上面扎了一根针,水比较重,所以轻轻拨动这根针,这瓶水产生的颤动完全不会引人注意。但是如果稍微用力拨动这根针,这根针振动比较强烈,可能跟瓶盖产生共振,一定程度上会带动整瓶水晃动,有点四两拨千斤的味道。”沈涛说。

  桅杆可否拆除?

  可拆除,能有效解决大厦有感振动

  沈涛介绍,桅杆最初是指船上悬挂帆和旗帜、装设天线、支撑观测台的高的柱杆,后来建筑行业桅杆也有避雷或者航标的作用。桅杆可以拆除,拆除后在楼体顶部可以重新布置防雷设施或者航标。

  7月14日在回答媒体提问时,深圳专家方面也认为,拆除桅杆可以有效解决大厦有感振动问题,桅杆原有的防雷、航标功能可在桅杆拆除后在楼顶重新布设。同时,深圳市住建局负责人表示,桅杆拆除方案经过了重重把关,也将于近期实施。

  国家一级注册建筑师、中国建筑学会会员郑涛也强调,这种防雷、航标功能对于大厦来说是必不可少的,但可能会以其他形式存在,这个很好实现。

  赛格大厦安全吗?

  权威专家认定大厦结构安全,可继续使用

  深圳市住建局负责人表示,调查时组建了权威专家组,包括5名工程院院士在内,专家组进行了详细研究、分析、把关。

  同时,5月18日以来,第三方权威检测机构对赛格大厦的振动、倾斜、沉降等指标进行了实时、持续监测:加速度最大值为0.067m/s2,小于国家《高层建筑混凝土结构技术规程-JGJ3-2010》顶点风振加速度限值0.25m/s2的相关规定;倾斜率在0.00%~0.05%之间,小于规范允许值0.2%;每日沉降变化量在-0.45mm~0.42mm之间,累积沉降量在-0.62mm~0.42mm之间,建筑物沉降稳定。

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