摩天大楼能被风吹走吗?

周一,在其他地区,一场暴风雪和烈风袭击了圣彼得堡-沿海地区最高速度达23 m / s,而沿海地区更低。

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几天前,在城市的街道上……(照片从这里开始

摩天大楼能被这种风吹倒吗?怎么会呢?让我们理解-当然,以在北部首都建造的拉赫塔中心为例。

施工气候学。风的任务


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(照片- 从这里)。

风是圣彼得堡气候不良声誉的重要组成部分之一。人们普遍认为,涅瓦河上的城市总是“冷风吹拂”。但是,说实话-如果您单独进行风力发电,而没有一家以湿度,寒冷和天气多变性为形式的友好公司,那么就其本身而言,它并不会超出全国范围内相当平均水平的框架。即便如此:在俄罗斯,有很多地方的打击更为强烈。

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俄罗斯不同地区的风压值地图(来源

当然,在彼得斯堡,建筑物所在的城市区域有所不同。最风大的地区毗邻芬兰湾。当然,风速的差异可以是3-4或更大的m / s,有利于海岸。

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以V.O.为主题的民俗原型- 怀俄明州的一个风向袋,但是它并不会使在当地人对恶作剧有直接了解的笑话在当地变得不那么流行。

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拉赫塔中心(Lakhta Center)将坐落在这样一个“多风”的滨海边疆区(Primorsky)–在港口的岸边,是风筝和同情者最喜欢的地方,众所周知,他们吹得越厉害,飞行就越好。
但是,即使这样的“增强”风也无法伤害塔。但是,这可能会给较高楼层的人们带来不便,并引起明显的波动。

Lakhta中心设计师应对这一气候挑战的答案是摩天大楼稳定性的现代化构造:支腿+核心+外部支柱。它还将保护塔楼免受更极端的“水平”冲击。

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摩天大楼稳定系统对水平接触载荷(风,冲击)的反应

摩天大楼中的支腿是什么?


支腿地板-强大的水平金属结构-超通行费稳定性系统的组成部分。这些元素是摩天大楼的一种刚性环,可将建筑物的形状“保持”在水平面中。

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垂直结构是塔的核心,水平元素是支腿。

该方案首先在亚洲地区进行了测试,该地区是摩天大楼和不断增加的地震活动。

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在东京摆动摩天大楼并不罕见。

如今,支腿技术使建筑师能够设计出各种形状的可持续摩天大楼。

有什么意义?


支腿地板有助于在岩心和立柱之间分配载荷。即使塔架同时受到破坏性撞击(飞机撞击),也应将后果降到最低。实际上,这意味着即使Lakhta中心的部分外围柱被破坏,支腿也会将载荷分配到其余的稳定元件上。
9/11悲剧发生后,所有摩天大楼的设计都必须遵循“如果飞机飞入塔楼”的假设,这反映在对超高层结构的设计和建造的技术法规的变更中。

在飓风或标准风的情况下,类似的支腿方案也可以工作(在不太极端且简单的“居住条件”下):分配负载,然后将其熄灭。

支腿系统可以是水平的,对角的,两层的或没有大梁或垂直的系带。每个高层建筑的设计都是独特的,并且根据高度的位置,同一设施中的设计可能会有所不同。

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水平复合支腿Lakhta中心的内部结构。农场的高度是建筑物的两层-8.4米

为什么这是必要的?


从结构上讲,支腿可同时执行多个功能:增加建筑物的弯曲刚度,抵抗风荷载以及抵消逐渐倒塌。

什么是渐进式崩溃?

该机制演示了如何从纸牌屋中抽出一张纸牌:负责稳定性的一种设计崩溃了,其他所有设计都崩溃了。崩溃呈指数增长。

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防止渐进倒塌的结构是9/11事件imgur.com之后的先决条件之一,

中央核心可以提供足够的抵抗倾覆力矩的能力,并防止建筑物“漂移”。如果建筑物的楼层超过40层,则考虑将支腿引入支撑结构的问题。

拉赫塔中心的支腿水平


因此,风将在建筑物的顶部导致加速。因此,有了这些加速度,人们就可以轻松地进入塔楼,必须控制频率波动。
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根据空气动力学测试数据,对塔架稳定系统的支腿元素进行了决策。 Lakhta Center摩天大楼将有4个支腿楼,第5层非典型支腿将在第82层用1.5米的钢筋混凝土板建造。


Lakhta中心的支腿层的布局

鉴于Lakhta中心形状的扭曲和建筑物旋转89度,与基础相当,支腿层的建造是关键的阶段和艰苦的工作。随着建筑物的后续运行,支腿地板将变为技术层。它们将容纳设备和通信节点。

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拉赫塔中心的支腿地板

由于所描述的设计特征,与许多其他摩天大楼相比,该塔的水平振动幅度将最小。在圣彼得堡平台风的“平均”影响下,观测平台高度的最大偏差为27 cm,该值实际上并不明显。例如,联邦大厦的居民不会注意到高度不超过46厘米的偏差。

根据研究,至于更极端的情况,摩天大楼上的峰值风荷载将约为500帕斯卡。预计每5年会在拉赫蒂吹出如此强劲的风。这对应于大约30 m / s的风速。为了进行比较,2013年的“圣犹大”飓风以大约相同的速度在城市中行走。

还有一个更重要的指标。多亏了在塔架的稳定系统中引入了支腿带,摩天大楼才能承受高达6点的地震。这已经足够了:在圣彼得堡,地震活动很少见-在这座城市的历史上,地震活动不到10次,据里希特说,震荡的强度没有超过2-3点。

这样行人就不会被吹走


空气动力学测试的参数之一是行人舒适度。摩天大楼具有此功能:当一栋高建筑物紧挨着其他建筑物时,就会聚集风。下方,风速增加。这就是我们通常所说的“管道”。

“管道”的经典示例是通道或房屋之间的狭窄通道。有时,由于高层建筑的相互布置不成功,可能会形成“模拟”。

为了避免使行人感到不适,在施工初期就进行了风分析。

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新西伯利亚Lakhta中心布局的空气动力学测试的一部分(视频加速)。
该布局配有传感器。塔式模型的平台旋转,而“风”从一侧吹来。专家在“塔”周围吹动,显示出布局相对于“风”的最差位置。塔的另一次清洗发生在加拿大。

Sergey Nikiforov解释说:“当排污速度已知时,他们已经决定是使建筑物彼此远离还是改变建筑物的形状。” -从一开始,我们就进行了类似的练习。结果,将一栋建筑物从另一栋建筑物稍微推开,以创建带有旋风的舒适区域。

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冰冷,被风吹走。在拉赫塔中心,没有计划这样的景点。

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有关该主题的视频。阻尼器-支腿的替代品

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399809/


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