楼内物品晃得厉害
值得注意的是,5月18日中午在深圳和周边地区并没有发生地震,气象台也称福田区赛格大厦附近的风速大约只有5级左右,周边地区并没有地铁或其它地下工程施工。赛格大厦摇晃的原因一时间扑朔迷离。
赛格摇晃,但没这么夸张
深圳是个高楼林立的沿海城市,每年都会刮几次大风,有时候台风直接从深圳登陆,也没听说过哪栋超高层建筑被台风吹倒,为什么小小5级风就能把赛格大厦吹得左右摇摆呢?“专家的话不可信”,有人如此说。
风会产生涡流
但是如果你学过一点流体力学,就能明白并不只有狂风才能撼动大厦,有时候即便风不大,只要频率恰好对上了,楼也能被剧烈摇动起来,与之前虎门大桥桥面起伏晃动的原因类似,这种现象被称为涡振。
虎门大桥的涡振现象
涡振又叫涡旋振动或涡激振动,是流体力学里常见的一种现象。我们周围的空气是流体,当风吹过物体时,它不仅在物体的迎风面产生压力,还会在侧面和背风面产生涡流,这种涡流造成不稳定的低压区又会对物体产生拖曳力,这个拖曳力导致周期性变化就是涡振。
涡振是一种流体力学现象
每一个物体都有它固定的振动频率,如果涡振的频率与物体自身频率不一致,就不会产生共振;而要是涡振频率与物体振动频率刚好一样,或者二者呈倍数关系,就可能发生共振现象,物体振动的幅度会越来越大。
由涡振引发共振
低层的楼房不容易出现共振,超高层建筑由于整体上比较细长并且更有弹性,因此在它的上端受到侧向推力时会发生“鞭稍效应”。超高层建筑顶端在风的作用下晃动幅度可以超过1米,楼内的人有可能产生晕车的感觉。
为了克服超高层建筑因为涡振产生的共振现象,有些大楼在建设的时候会在楼顶加装阻尼装置,这个装置通常称为“调谐质量阻尼器(TMD)”,请不要误会,它的英文缩写就是这三个字母。阻尼器通常是很大很重的东西,一些著名的大厦会将它做成艺术品模样,当成一个观光景点供人参观,比如上海中心和台北101大厦;也有的不对外公开,比如哈利法塔。
上海中心与台北101顶部的阻尼器