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聚师网科普:高层建筑是如何保证不会被吹倒的

2023-06-16 09:19 作者:洺天学长  | 我要投稿

高层建筑作为现代城市的标志和基础设施之一,在城市的发展中发挥着至关重要的作用。然而,它们建立在高风险的地基上,如何保证其安全性是迫切需要解决的问题。聚师网小师兄表示在这其中,防风能力成为高层建筑结构和设计中最重要的考虑因素之一。

为了更好地了解为什么100层的楼不会被风吹倒,需要了解高层建筑在建造和设计中防风措施的一些基本原则。要想建造一个抗风的高层建筑,必须考虑三个关键方面:直接风压、涡流风压和大气摩擦力。其中,直接风压指的是风对建筑外侧所造成的压力,涡流风压则是由于风速的不同和建筑物体形的变化而产生的回流、分离和旋转的流动空气影响所产生的风压,大气摩擦力是指大气与建筑之间的摩擦所产生的风压。因此,在设计和建造高层建筑时必须注重完美地协调这三个因素,以应对任何风力的挑战。


为了探索如何防止风力对高层建筑造成危害,需要从以下几个方面开始:

  1. 建筑材料的选用:高层建筑的抗风能力与其选用的建筑材料密切相关。一般而言,钢、钢筋混凝土、高强度混凝土等材料都极具强度和刚度,可以有效地减轻外力对建筑物的影响,提高抗风能力。

  2. 结构优化:高层建筑的结构是实现抗风的关键。对于受力结构,采取横向布局的方案对风力反应更加灵敏。横向布局方案可以提高结构的刚度并减少振动和位移。同时在建筑物顶部采用笼状结构形式,使空气通过它的隙缝,避免风力集中在建筑物顶部成为“扫帚”,会有效的减小风力对建筑物的影响。

  3. 气动特性的考虑:高层建筑的建造要考虑其气动特性,并为此进行相应的气动测试和数值模拟。气动测试包括风洞实验和模型试验等。对于具有开口墙结构的建筑,可以考虑设置行人天桥或凸起的墙体,以减小空气对立面产生的压力,防止高层建筑因双层风的原因而倾斜或倒塌。

  4. 结合环境与应用设计:建筑的环境特征会对承受风压的建筑体主考虑风压的方向和风压作用时间、周期等因素,结合表层的地形地貌、建筑物规模、密度和空的分布情况,采用不同的设计手段和建筑顶部的设施及导风工程等便可提高防风效果。

在现实中,这些防风措施通常都是相互融合的,使高楼能够抵御强烈的冬季风、台风等强风天气的侵袭,依靠高楼与环境的微份融合达到真正居住自用的功能的目的。

虽然很多人认为越高的建筑在面对飓风和台风等极端天气的情况下越容易倒塌,但其实一个好的高楼规划是可以超越极端自然力量的。比如,目前安装在高建筑物的一个主要灰防范措施是专门预测设备,可超前24小时精确预测,传来将生产问题范围缩小至各2-10 km 以内。而我们也可以看到,那些体态魁伟、惊艳亮相的高层建筑,不但是高超技术的结晶,也是人类设计能力的典范,这种耐久性越来越高的高楼,吸引了越来越多的人加入到建设的行列,他们渴求在城市的高处创造出更多关于生活、生态、能源、交通等的新思路。聚师网小师兄总的来说,防风是高楼长期安全稳定运行的重要保障,只有加强高层建筑的设计、制造与监理,以及利用现代化设备和技术来实现抗风于群发,才能确保高楼的安全性,成为城市建设的真正标志。



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