风是建筑位移的最大危险因素
连云港经济技术开发区猴嘴街道在盐碱滩上种植花草苗木，让
市民享有『一步一景』的生态新体验。图为近日，市民在花果山大道猴嘴街道段游览区游玩。朱先明魏琳摄（视觉江苏网供图）
□ 本报记者 冯圆芳 胡兰兰 张宣白雪 蔡姝雯 徐冠英
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深圳赛格大厦近日连续发生晃动，尽管当地多次通报强调其危险性在可控范围内，但还是引发全国广泛关注。城市里的摩天大楼日渐增多，它们如何与风“过招”？安全性如何？新华日报?交汇点记者采访了多位专家。
高楼大厦扮靓城市天际线，但高楼大厦自身也面临着一些风险因素。
江苏省建筑设计研究院有限公司总工程师金如元认为，在引发高层建筑位移的各种风险因素中，风是最大因素：“因为高层建筑受周围具体地形的影响，它的风场非常复杂，而目前的建筑设计通常把‘一段时间内空旷环境中10米高度处测量的风的形态、强度’作为参考值，这显然无法照顾到实际情况。”
江苏省气象台专业气象预报科副科长陈昊告诉记者：“建筑离地面越远，风速越高。因为风在地面时由于有周围建筑物的遮挡，空气阻力变强，风速风力都降低，而到了一定高度，由于没有遮挡物，再加上摩擦力低，建筑物遇到的风速风力会较大。”因此，在高楼层居住、办公的人群，在地面风速不大的情况下，也应该提高警惕，及时关窗关门，避免室内杂物被风吹出。
“除了高空的风速比近地面的风速更大，从地面下方传输的能量，如地震、土体振动等，都有可能造成高楼的摇晃、震颤或者位移。地铁运行时产生的振动是各国普遍存在的问题，对地面上方高楼的影响也是不容忽视的。”江苏省规划设计集团建筑设计院副总工程师张雪忠说。
金如元还告诉记者，除了风，施工质量、楼体荷载量、温差造成的热胀冷缩都可能影响建筑位移。
高楼为何会在风中明显晃动
高楼出现一定幅度内的晃动，是正常现象。“我们把建筑比作一棵大树，它的地基相当于大树生长的土壤，基础相当于树根，主体结构相当于树干，填充墙及家具相当于枝叶。建筑和大树一样，会在风或者过往车辆的影响下发生晃动。”南京一家建筑企业的建筑结构设计师伏赟生说，“只是在一般情况下，建筑的晃动很小很柔和，大家感觉不到。”
伏赟生说，对于高楼晃动的幅度，国家有明确标准。以高度为355.8米的某办公大厦为例，其在百年一遇的最大风荷载或80年一遇的地震作用下，屋顶弹性水平位移的国家标准限值为0.71米。
高楼为何会发生比较明显的晃动？伏赟生解释，建筑结构设计除了考虑结构自重和一些近似静止的荷载外，还会考虑地震、风振、动力设备等一些动荷载。当大地、风和设备的振动频率与建筑物的频率一致或接近时，结构会发生共振。共振的可怕之处是对建筑的振动推波助澜——就好比人们荡秋千时随秋千振动施加推力，秋千会越荡越高——建筑物的振动幅度也会越来越大。
怎样让高楼安全又舒适
如何减少高楼晃动，保证居住安全感和舒适度？
张雪忠告诉记者，高层建筑“打太极”，是对风压的一种缓冲，建设超高层建筑，要充分照顾到使用者的舒适度，要额外通过控制结构顶点的风振加速度，来限制高楼在风荷载作用下产生的振动。
伏赟生表示，振动幅度越大，结构受力越大；结构受力越大，结构则越不安全。建筑结构设计，一般采取3种途径抵抗外来的动力作用：一是要抗得住，提高建筑自身稳健性，抗得住就是结构能承受可能出现的各种作用；二是要有缓冲，在结构的特定部位安装减震器，如在基础和柱连接的部位安装阻尼减震器，就像在汽车上安装减震弹簧一样，以减轻结构的动力效应；三是改变结构的自振频率，使其尽量远离环境的振动频率。不过，就目前的科技水平来说，要完全避开环境内所有导致建筑物共振的振动频率还很困难，因为建筑物的自振频率不止一个。
伏赟生说，可以在建筑物顶部增加阻尼器。阻尼器的工作原理是：它有质量，可以改变整体结构的自有频率；它本身的自有频率和整体结构的自有频率、外部动力作用的频率相比有所滞后，可使三者的振动互相牵制，达到减震和耗能的目的，以此来可靠地保证结构的安全度和舒适度。