留不住了！楼顶那根杆必须拆掉，深圳赛格大厦才能不晃？原创2021-07-15 19:12·工程师天张经过近两个月的专家研判、数据检测，深圳赛格大厦5.18晃动的主要原因终于找到了——原来是楼顶的桅杆在作怪。据设计人员回忆：赛格大厦主体原来设计是78层，由于投资原因和工期要求，只修了72层。值得注意的是楼顶的桅杆最初设计高60米，在1999年安装上之后，肉眼都能看到塔尖在晃动，结果锯掉20米，剩下40米，塔尖就不晃了。这确实是件很神奇的事情，因为当时研判就是发生风致共振，但是没有跟大厦的固有频率一致，所以大厦安好，只是楼顶桅杆独自在“顽皮”。这么看这些年来楼顶桅杆或者风吹不动，或者轻微振动，但都不足以带动大厦整体晃动。而今年赛格大厦出现多次晃动，专家组通过近2个月的技术调查、环境和设备运行调查与测试，结论终于出炉：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。桅杆风致涡激共振和大厦及桅杆动力特性改变的耦合，造成了赛格广场大厦的有感振动。1.桅杆风致涡激共振是引发大厦有感振动的主要外因。2.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。原因公布后，不少网友对专家的调查结果直接表示不信任，有的说：暂且听专家的，我就搬个小马扎等着，看桅杆拆除后大厦还晃吗？通过我做的投票就能看出来。这里先给大家做一个简单的科普——高层建筑风致振动的现象，共有两种。第一模式振动：一阶振动是由突然的高速阵风引起的，通过杆的摆动来观察，最大的偏转发生在杆的顶部，也就是说越往细长高耸结构的顶部，风吹引起的摆动越大。第二振动模式：这种振动是由低速、稳定的风引起的，风速通常为 8~56公里/小时，频率为 2~20 赫兹。这种振动被认为主要是由结构周围的空气涡流引起的。当这股稳定的气流穿过竖直耸立的圆柱时，会在结构的背面形成涡流。涡流从两侧交替，并产生交替压力，从而使圆柱发生垂直于风向的左右摇摆。风绕流圆柱的模拟（趴在顶端往下观察）风绕流圆柱的模拟（趴在顶端往下观察）这种涡流会在结构中引起高频、短周期的谐波反应——产生极端应力。这种现象往往发生在特定条件下，不幸的是我们无法预测它。此次赛格大厦发生的有感振动，其实是第二种振动模式。因为通过多日检测观察楼顶部的加速度并不超标，也就是楼顶并不是摆幅最大的地方，而且事发时段深圳当地风速并不大，所以排除了第一振动模式。但是在大厦中部30多层和中上部60多层等楼层发现晃动明显，恰好证明就是大厦整体发生了风致涡振，而诱因正是楼顶的桅杆风振频率与大厦固有频率恰好一致。如果说旗杆、灯杆等体量较小，不能让您信服，类似的风致涡振现象在更大体量的风力发电机组也多有发生。其实只要改变细长高耸结构的形状（比如增加螺旋线挡风板）从而改变结构外的空气动力学条件，或者改变大厦的质量分配（比如之前专家建议在楼顶层增设阻尼器等，分析推测是不具备设置条件），是可以消除风振现象的，但是这两种方法看起来都不如把调查发现的主因——楼顶桅杆拆除来得更直接，一是降低了楼体高度和质量，改善了头重脚轻容易晃的因素，同时还把最容易引起风振的源头直接拿掉了。所以深圳赛格大厦紧急发布了拆除通知，从2021年7月16日开始拆除施工，工期32天。网友们，你们认为此次楼顶桅杆拆除后赛格大厦还会晃动吗？欢迎您在评论区留言讨论。别忘了关注@工程师天张，听我为您解读热点新闻背后的科学知识。
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首发2024-07-11 17:16·吉林日报
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