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台风中摩天大楼摇晃会不会倾倒?听听专业人士说法

广东信息网     发布时间:2018-10-12   
台风“山竹”已经远去,但它带来的惊吓仍旧迟迟不散,大楼摇晃、树木倒伏还有排山倒海般的风势成为台风过境时深圳市民最鲜明的记忆。那么大楼摇晃是否意味倾倒?树木倒伏的主要原因又是什么?笔者带着这些问题走访相关专家学者。

高层建筑自带“柔性”

近年来中国超高层建筑数量迅速增长,目前中国高层建筑技术也走在世界前列。尤其是未来的深圳,将是“天空之城”。数据显示,深圳各类高层、超高层建筑超过5500栋。2017年摩天大楼帮当,深圳连续第二年成为世界上建成高层建筑最多的城市,平安金融中心是2017年建成的全球最高建筑。世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)关于2018年预计建成的最高建筑主题报告显示,今年全球即将建成的20座最高建筑中,中国占了一半以上,有13座,其中深圳独占4座。

中建二局总部工程部经理苏昕晖说,为了抗风抗震,一般建筑物在设计阶段就讲究“刚柔并济”。不论是钢结构还是钢筋混凝土,建筑物本身都是柔性设计,受到大风力本来就会晃动。“通过推力、压力和水平力,相当于让建筑把能量“消耗”掉。如果建筑完全刚性,那么它存储的能量总会有一个爆发点,就会有重大潜在危险。”

苏昕晖说,从设计阶段来看,建筑外型设计是首要因素,造型越简单越好,最好是圆形,其次是正多边形。整体造型上最好从下往上逐步缩减,如果“上大下小”“伸出一个胳膊”之类的设计则抗风难度相对较高。

不同高度的建筑对抗风要求不一样,超过400米的建筑往往需要配置抗风抗震“黑科技”——阻尼器。比如台北101大楼内,有颗类似钟摆的金色巨型球体,全称调谐质量阻尼器,这个阻尼器直径5.5米、重达660吨,是大楼的“定楼神球”。

苏昕晖说,阻尼器的原理是在大楼侧面受力时阻尼器也会以相应的频率摆动造成相反的作用力,抵消部分大楼的压力。比如平安金融中心大厦,根据官方数据,在“山竹”到来时,大楼阻尼器摆幅仅在设计值的50%左右,即使阻尼器摆动到极限值,也不意味着大楼本身就有危险。

高层建筑在设计阶段就会根据地区的风压、建筑物形状等各种数据做模拟测试。超高层建筑一般还会做风洞实验,苏昕晖解释说,就像把建筑物做一个小模型,放在风洞里,模拟各种风下建筑物的摆动和变型。

风洞实验还可以作为建筑幕墙所承受荷载等安全性数据的测算基础。“通过风洞实验可以测试出建筑某个点位的风荷载,然后我们可以以此计算出具有一定安全系数、满足受力要求的幕墙龙骨、面板及连接系统等,保证它们抵抗风荷载的安全性。”深圳市方大建科集团有限公司副总工程师杨全新说。

倒伏树木多为速成景观树

在此次台风过后,深圳景观树倒伏情况严重,不少电力设施、居民楼房、城市道路因树木倒伏而受损害,多片区停电、居民楼房被压、交通受阻、深圳人的上班路途也被网友戏称为“穿越丛林”。据深圳市城管局统计,全市发现倒伏树木11680棵、损毁树木4241棵,市及各区城管局扶正树木1222棵、清理树木6087棵。

为何此次台风过后,深圳树木倒伏如此严重?深圳市城管局绿化处副处长徐世清介绍,没有任何树木绝对抗风,树木抗风能力与与树木树冠、树形、土壤、管养措施、生长时间、种植地点相关联。此次台风风力强劲,是深圳35年来影响深圳的最强台风,树木抗风能力有限,处于风口位置的树木更是首当其冲。

他表示,在清点受损树木时,工作人员发现,此次台风中倒伏的树木主要是桃花芯、南洋楹、垂叶榕等景观树,这类树木生长速度快,成景速度也快,在城市造景中比较常见,往往能迅速形成城市景观,但抗风能力较弱。南洋楹主干材质疏松、枝条脆弱易断、桃花芯树冠较大、枝叶繁茂,头重脚轻。

再加上部分树木早在城市发展早期就栽种下,已有些年头。这些树木普遍树冠丰满,枝叶茂盛,但处于树木生长的老年期,木质疏松、根系纵向生长,抓地力不强,难以抵御强劲台风。他表示下一步,深圳市城管局将根据城市建设要求,重新更新树种,尽量增加抗风性、适应性较强的树木。

有树木专家指出,因树木自身结构问题,再加上大风过后雨水浸湿,加速树木腐烂,压倒行人风险增加。未来一周将进入树木倒塌的危险期。

那么台风过后,被清理的倒木断枝都去了哪里呢?徐世清介绍,在倒伏树木处理过程中,能够救活的树木尽量重新修剪、扶正,原地种植,经过现场处置的树木废枝将统一集中到绿化废弃物处置中心,集中粉碎,运送市外,用作发电燃料或作物肥料。目前,绿化废弃物处置中心主要解决深南大道、北环大道和滨河大道的倒伏树木,确保城市主干道交通通畅。各区也分别设有集中堆放场地,分散清理处置,同时市内公园也在进行小规模粉碎,用作草坪肥料。

全市树枝废料数量庞大,据统计,17-18日两天时间绿化废弃物处置中心已接收278车树枝、清运粉碎料260吨。但机器粉碎速度有限,每日只能生产180吨碎木,机器超负荷运转易导致损坏,所以目前只能先集中堆放,再逐步粉碎清理。

9月19日,深圳市城管局通报称,由于深圳市内不允许填埋、燃烧、更不能造肥污染。目前深圳市内树木碎料只能运往韶关新丰发电厂,这也是广东省内唯一一个可以处理碎料的场地。受台风影响,全省各市均产生不少树木废料,因此绿化处运送废料车辆还需排队2-3天才能顺利卸车。