中央气象台于6日17时对今年第11号台风“海葵”停止编号,但“海葵”的残余环流仍然给广东带来了明显降雨。台风“苏拉”刚过,“海葵”余威犹在,面对台风带来的强风和降雨,超高层建筑如何抵御?
根据世界超高层建筑学会的标准规定,300米以上,才能列为超高层建筑。广州300米以上超高层商务楼宇,绝大多数集中在天河CBD内,其中又以珠江新城居多。据统计,天河CBD高度达300米以上的商务楼宇一共有十座。
一般来说,在正常的风压状态下,距地面高度为10米处,如风速为5米/秒,那么在90米的高空,风速可达到15米/秒。若高达300-400米,风力将更加强大,即风速达到30米/秒以上时,摩天大楼会产生晃动。
广州国际金融中心(简称“广州IFC”)楼高103层,总高度440.75米,建筑造型修长挺拔,高宽比超过6.5,并处于密集的高层建筑群中,特别是毗邻东塔的影响,使广州IFC的风反应相当复杂。台风“苏拉”“山葵”相继来袭,广州IFC是如何做到安然无恙?
广州国际金融中心物管工作人员介绍,广州IFC有着科学的防风抗震结构体系。广州IFC 69层及以下结构采用巨型钢管混凝土柱斜交网格外筒和钢筋混凝土内筒的筒中筒混合体系。69层以上取消了核心筒的内墙, 电梯井道移至核心筒之外,形成巨型钢管混凝土柱斜交网格外筒和剪力墙结构体系。
这种独特创新的筒中筒结构体系在世界超高层建筑中是独一无二的。整个建筑外立面精美流畅,典雅现代,极为晶莹剔透而又瑰丽多彩,全面区隔并超越过往的传统高层建筑。

图:广州IFC主塔楼结构体系
合理的体型,平面形状类似三角形,其三边向外弧形突出,三夹角为圆弧形,能明显减少风荷载,因而可以减少结构的侧移。
大部分竖向荷载直接由主要抗弯构件承受,这使主要的抗颠覆构建受到预压而有助于提高它们抵抗由侧向荷载引起的颠覆效应,能够抵抗外剪力的体系将相对孤立的竖向结构连在一起,将大部分的重力荷载和颠覆力矩由周边组合柱来承受,起到同时抵抗弯曲、扭转、剪切和震动效应。


钢筋混凝土柱轴向刚度大,承载力高,延性好,以轴力的形式抵抗风荷载和地震作用产生的水平力和倾覆力矩,发挥了钢管混凝土结构的优势,效果显著。钢筋混凝土内筒则有刚度大,受弯、受压、受剪承载力高、防火性能好、后期维护简单等优点。地下室和核心筒部分采用普通钢筋混凝土肋梁楼板,坚强有力。
广州IFC独特创新的筒中筒结构体系,具有足够的抗侧刚度和优异的防风抗震性能,即使遭遇撞击和爆炸等突发事件,只会局部破坏,不致引起连锁反应而倒塌,结构整体安全度高。

此外,在设计中,广州IFC的最大位移(楼顶)是75厘米,但在一般情况下,即便遭遇大风天气,楼顶位移也就几厘米到10厘米,这种幅度的位移,人不会有明显的不适感。
而贮存于楼顶的600立方米消防用水(相当于60辆10吨消防车储水量),在供电中断、设备损坏的情况下,可采用重力流灭火,除此之外,600吨水可以起到类似阻尼器的作用,减少大厦顶部的晃动幅度。
广州国际金融中心物管工作人员表示,在台风“苏拉”预警初始,辖区猎德街道应急办、越秀集团各级安监部门高度重视,通过专项工作群实时发布台风预警和安全防控信息,并到现场指导落实防风防汛安全检查和措施落实工作。此外,台风来临前,大厦组织防台风专职应急人员值守备勤,检查补充防风设施沙袋、防水板、排水泵、救生圈、救生衣等应急物资,确保人员、物资到位。


台风预警前,辖区猎德街道办事处组织收集辖区内各大厦的应急物资和应急值守人员信息,搭建平台发布台风预警实时信息,辖区内大厦如遇险情能够及时上报,区域内调派附近楼宇和政府单位救援力量及时提供应急救援支持。
除了广州IFC,同样位于珠江新城的越秀金融大厦楼体高309.4米,也属于超高层建筑。越秀金融大厦物业工作人员表示,这类建筑一旦发生事故将造成非常严重的后果。因此,大厦配备了结构工程健康监测项目,主要负责在越秀金融大厦主体结构的关键位置布置各种传感器等设备,以监测施工和运营期间越秀金融大厦在环境参数(温度、湿度、降雨等)和荷载(风、地震等)作用下的结构响应和变形。
此外,大厦在电梯机房内设置了地震监测装置,在地震或台风季节产生建筑物的摇摆和振动,摇摆超过一定范围,会影响电梯运行的安全及平稳。电梯会停止运行,以保护乘客的使用安全。
文/广州日报·新花城记者:陈钧圣
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广州日报·新花城编辑:时秀芙