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台風が近づいてきて、上海タワーのダンパーが激しく揺れています!これで高層ビルを救えるでしょうか?

2024-09-16

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「capricorn」は海南での最初のシーズンを終えたばかりで、「beibijia」は再び長江デルタで歩き回っています。

今年の台風13号』ベビギア「」の中心は16日午前7時半ごろ、上海市浦東の臨港新城に上陸し、1949年以来上海に上陸した台風としては最も強い台風となった。上海タワー125階に設置されている。千トンの「インテリジェントアイ」ダンパーが揺れ始める、振り幅は約1メートル以上です。

ダンパーが動き始めた|上関ニュース

前回の台風では、建物が風で揺れる様子を誰かが動画で撮影し、多くのネットユーザーから「怖い」という声が上がった。こんなことを考える人もいる建物の基礎に問題がある「屋根なしプロジェクト」です。一部のネチズンは、建物が風で揺れるとは信じていませんでした。単刀直入に言うと「p」です!

台風が来ると、本当に建物は揺れるのでしょうか?本当に大丈夫ですか?千トンのダンパーは何の役に立つのですか?

超高層ビル:

台風や地震時だけでなく平常時も

超高層ビルは、台風や地震に遭遇すると、風荷重(建物が風によって受ける力)の変化や地震の振動を受け、往復する動的変形を生じ、誰もが「揺れ」と感じることになります。構造物の振動は避けられず、動的力の作用下での構造物の避けられない反応です。実際、平常時でも建物は振動しますが、その振動の振幅は非常に小さいため、人が気づきにくいです。台風や地震などの強い荷重が作用すると、建物の振動振幅も大きくなります。さらに、高層ビルも揺れる必要がある台風や地震により大量のエネルギーを消費します

見える、台風時の建物の揺れだけで「汚い工事」と判断する科学的根拠はありません。

建物の建設が始まる前に、エンジニアは構造設計を実行する必要があります。エンジニアは、建物の地理的位置に基づいて、建物が耐える可能性のある地震や台風の影響を推定し、これらの外部荷重(つまり、建物にかかる力の総称)に対する建物の影響を最小限に抑えるように設計します。すべての外部環境による構造の応答)。強風の沿岸地域では、風荷重が構造設計の制御要因となることが多いため、エンジニアはよく次のように使用します。風に強い設計。耐風設計は、構造物の強度、剛性、快適性、疲労損傷に対する耐性などの設計要件を満たし、風荷重下で構造物が崩壊したり、亀裂が入ったり、過度に変位したりしないようにして、構造物の安全性を確保する必要があります。 。

台風のときに建物の中にいるとなぜ揺れを感じないのか不思議に思われるかもしれません。

実際、人間の快適さに影響を与える主な要因は、振動周波数、振動加速度、振動持続時間です。振動の継続時間は主に風力の作用時間に依存し、構造物の振動周波数を調整することは困難です。したがって、構造設計では、人々がより快適に感じるために、構造の振動加速度を制限する方法が一般に使用されます。

程度

迷惑な

とても困った

耐えられない

限界

15ガロン

50ガロン

150ガロン

人体振動快適制御限界 ※1 gal = 1/100 m /s^2。

建物の振動加速度が0.15m/s^2に達すると、屋内にいる人は建物の揺れを感じるようになります。

ダンパー:風も動かない、私も動かない

風は南へ、私は北へ

台風や地震に対する構造物の変形のみに頼ると、建設段階で建物自体の性能向上に多額の費用がかかり、材料の無駄が発生することは避けられません。

現時点では、台風や地震によるエネルギーを吸収・消散し、構造物の振動を軽減する装置——ダンパーちょうど現れました。

ダンパーは一般に次の 2 つのタイプに分類できます。1 つはエネルギー消散ダンパー、もう 1 つはチューニング ダンパーです。

エネルギー散逸ダンパー

エネルギーの観点から見ると、台風や地震によって建物に入力されるエネルギーは確実です。エネルギー消費デバイスが放散するエネルギーが多ければ多いほど、構造自体が放散する必要があるエネルギーは少なくなります。エネルギー散逸ダンパーこの原理は建物の振動を軽減するために利用されています。

マレーシアのクアラルンプールにあるペトロナス ツイン タワーには、エネルギー散逸ダンパーが使用されています。2つの建物の間にあるスカイブリッジ建物間の揺れをバランスさせるために、スカイブリッジと建物の接続点にエネルギー分散ダンパーが設置されています。地震や台風の作用下では、まず非弾性状態に入り、大量の地震エネルギーを消費して構造物の振動を軽減します。

マレーシア、クアラルンプールのペトロナス ツイン タワー

チューンドダンパー

調整されたダンパーは、基礎構造を追加することで建物のエネルギーを基礎構造に伝達します。これらの基礎構造の重量は数百トンになることが多く、台風や地震によって建物が片側に揺れると、ダンパーも建物の動きと反対方向に動きます。

さまざまな下部構造に従って、それらは次のように分類されます。チューニングされたマスダンパー(チューンドマスダンパー、以下tmd)そして調整された液体ダンパー(チューンドリキッドダンパー、略してtld)。

なぜならチューニングされたマスダンパー高層建築構造物に対する優れた制振効果、建物機能への影響が少ない、低コスト、設置面積が小さく、設置、メンテナンス、交換が容易であるという利点があり、実際の高層ビルの風振動制御プロジェクトで広く使用されています。建物の構造。

図 | チューニングされたマスダンパー

1. 上海タワー

上海タワーの千トンの「スマートアイ」は渦電流調整マスダンパーです、私の国では革新的な技術です。これは現在世界で最も重いダンパーで、建物の重量の約 0.118% を占め、長さ 25 メートルの鋼製ケーブル 12 本で建物内に吊り下げられており、片側の揺れ制限は 2 メートルです。強風が吹くと、この巨大な複合振り子が風の方向に揺れ、自らのスイングで建物の揺れを軽減します。

写真|上海タワー

2. 深セン平安金融センター

「マンクット」台風の際、深セン市で最も高いビルである深セン平安金融センターは、強い台風の影響下でも無傷でいることができました。主な理由は次のとおりです。内部に取り付けられた2つの同調マスダンパー慣性運動により大量のエネルギーを吸収、これら 2 つのダンパーはそれぞれ 500 トンの重さがあり、建物の 114 階に設置されています。報道によると、その強風時にはダンピングボールが最大2メートル揺れる

3. 台北101ビル

2004 年に建設された台北 101 は、87 階と 91 階の間に 662 トンの防風ボールを設置しました。最大 20 トンの重さの 8 本の鋼製ケーブルがボールの底部を囲み、ダンピング ボールを主要構造物に接続します。その下には、水平方向に 8 個、斜め方向に 8 個の粘弾性ダンパーがあります。防風ボールは、風や地震に耐えるための建物の主要構造の1つです。存在する2013 年の台風スーリー時、ダンピングボールが慣性運動を生成し、スイング範囲は70cmに達しますダンパーは台風によってもたらされる大量の振動エネルギーを吸収し、強い台風による台北101ビルの揺れを大幅に軽減しました。

101ビルにおけるチューニングマスダンパーの配置

重量662トンのダンピングボール

強風と地震に直面して、高層ビルにはダンパーが必要です海を直す針のように建物の安全を守り、人々に安心を与えます。