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現在建築為什麼都那麼高?不怕超級地震嗎?其實它們更怕火災

全球已經建成或者在建的摩天大樓超過19座,其中超過1000米的王國塔(另一數據是999.74M),800-1000米的有一座,600-800米的有5座,500-600米的有12座!再往下數量實在太龐大,就不一一列舉了!

橙色的已建成,黃色的在建中,無論以什麼顏色表示,全球摩天大樓數量會越來越多!吃瓜群眾有一個問題了,這麼多的摩天大樓,當地震來臨是是怎麼解決防震抗震的,難道它們就不怕地震嗎?

台灣省花蓮這座傾倒的大樓也許給大家的印象頗為深刻,住在高樓上似乎有了一層陰影!

一、2018年全球發生了多少次地震?

高樓的敵人之一:地震,我們來統計下地震數據。

上表是2008-2018年7級以上大地震以及特大地震的統計表,從總的來說,數量並沒有特別的變化,跟2010年相比,數量還有部分下降,但這並不代表任何意義,因為地震發生的隨機性很強,數據只是供各位參考!其中2018年全球共發生119次6級以上地震 致3068人死亡!高樓一旦發生地震後坍塌,救援十分困難,但在全球大地震統計中,上規模的高層建築幾乎就沒有發生過類似案例,建築物是怎麼抗震的?

二、建築物是怎麼抗震的

其實無論是低層還是高層建築,抗震都是必須的,我國建築物根據重要性以及設防類別,從結構類型與抗震烈度和房屋高度等將抗震等級區分為一至四級,分別對應很嚴重、嚴重、較嚴重及一般等四個級別!

什麼叫地震設防烈度:指的是一個地區50年內超10%概率的地震烈度!

建築物結構類型差異,比如同樣在7度設防的地域:

1、低於24米的抗震等級要求為三級

2、大於24米的抗震等級要求為二級

3、大跨度框架結構,不論高度均為二級

了解了抗震等級之後我們來看看高層建築中是如何為地震加強結構強度與採取抗震措施的!

1、建築物修形

建築物外觀其實跟抗震無關,但跟平時空氣動力導致的變形與共振有關,因此現代高層建築極少出現板形建築,一般都在50層以下,甚至四方形建築也很少出現了,都是清一色流線型,極度符合空氣動力學的建築!

看這上海中心的小腰扭得,實在是非常風騷啊,當然外行看熱鬧,內行人知道這腰可不是專門扭來給你看的,有很深的空氣動力學知識蘊含在內!

2、結構阻尼

這是被動吸收震動的一種方式,將大樓因震動產生的結構錯位用阻尼吸收

建築物會將震動從大到小逐漸耗散與無形,無疑這增加了地震時結構崩潰哦風險,從另一個角度提升了抗震等級!

三、主動抗震

一般在超高層建築中除了以上這些措施之外,還會加入主動抗震這個元素,而這個技術則代表了高層建築中的頂尖抗震技術!

台北101大廈的的主動抗震的阻尼器,這是一個重達660噸的質心,位於大樓頂部,一旦大樓因颱風或者地震出現搖晃主動調整阻尼器的重心,將大樓的晃動消弭於無形!

這是阻尼器的主要結構與原理,想必各位應該也看得明白,但調整指令卻是由各感測器匯總到計算機後再作出反應,可不是隨便調整的!

上圖是這是2015年8月8日超強颱風蘇迪羅席捲台灣時,101大廈的阻尼器主動調節的幅度,是不是有點恐怖?假如沒有這個主動調節的話,在高達240千米/小時的風速下,在裡面的人員估計都晃得快吐了!

上海中心大廈也不例外,同樣安裝有主動阻尼系統!而這主動控制技術只會比台北101大廈的更先進!

三、建築物最怕的不是地震,而是大火

911案例中的世貿大廈倒塌原因並不在於客機的撞擊!在巨大的客機撞擊下,世貿大廈並沒立即坍塌,而是在撞擊發生大火將支撐的鋼架結構融化後,頂層的重量突然坍塌到下層,才發生了潰縮性的崩塌!

從設計標準來看,世貿大廈毫無疑問是符合要求的,因為它扛住了巨大的撞擊!但對於火災的高溫,鋼架結構有著天然的不足,因為高強度鋼材融化溫度也就1500℃左右,不過卻不需要等到融化,因為降低強度的話,只要軟化即可,而大部分鋼材在500℃-600℃左右強度即開始明顯下降,因此大火是超高層建築的最大隱患,而防火也是超高層建築的重中之重!

不過正常的火災中難以有源源不斷的燃料支持,世貿大廈是因為沒有耗盡的飛機燃料大量流入建築物,持續燃燒的高溫導致鋼結構崩潰所致!因此總得來說,超高層建築的安全性還是很高的,請各位無需恐慌!

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