深圳賽格大廈晃動原因查明:桅杆風致渦激共振 專家建議拆除桅杆

撰文:施予
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今年5月,深圳賽格廣場大廈連續幾日出現晃動,最終於5月21日封樓,事件引發廣泛關注。兩個月後,官方於7月15日公布大廈晃動原因:桅杆風致渦激共振。專家認定結構安全,建議拆除桅杆解決大廈有感振動問題。

桅杆風致渦激共振是引發晃動主要外因

據《深圳特區報》報道,專家組通過技術調查、環境和設備運行調查與測試,排除了地鐵運行、周邊工程施工或爆破、空調機組運行等影響因素。通過對風致振動與結構累積損傷的重點分析,專家組認為,桅杆風致渦激共振和大廈及桅杆動力特性改變的耦合,造成了賽格廣場大廈的有感振動。

一是對桅杆開展專項動力性能測試和分析。採用了多普勒激光測振、振動視頻圖像識別等技術手段。結果表明:桅杆在5月18日-20日發生了21次頻率為2.12Hz反相位從靜止開始的非對稱風致渦激共振。

二是對大廈開展持續的動力性能監測和分析。從大廈地下室到頂層桅杆進行了加速度等實時監測,實測了振動形態、頻率、阻尼比等各項動力參數,得出了前20階的各種振動條件下的主要振動模態。結果表明:5月18日至20日大廈發生的有感振動為高階彎扭組合模態,與桅杆振動頻率同為2.12Hz。

三是激振測試驗證了桅杆的振動可以帶動大廈振動。對桅杆和大廈開展了不同位置、不同方向、不同頻率共26個工況、63組的激振測試。

結果表明:在2.12Hz頻率下,桅杆的第四階非對稱振動可以帶動大廈發生高階彎扭組合振動。

綜上,在穩態且持續一定時間的特定風場條件下,大廈桅杆產生頻率為2.12Hz的第四階反向位非對稱渦激共振,激發了大廈主體結構頻率同為2.12Hz的高階彎扭組合模態,進而引起大廈主體結構有感振動。

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2021年5月18日,深圳市福田區華強北街道賽格大廈出現搖晃。(視覺中國)

此外,大廈及桅杆動力特性的改變是引發大廈20餘年後才發生有感振動的主要內因。大廈建成20多年後,局部樓層壓型鋼板組合樓板及桅杆連接點等累積損傷使結構頻率、阻尼比等動力特性發生了改變,桅杆和大廈主體結構具有2.12Hz的共同振動頻率,形成共振的必要條件。但上述局部累積損傷只是對結構動力特性產生影響,不影響主體結構安全。

專家建議拆除桅杆解決晃動問題

針對將如何解決晃動問題,專家組認為,拆除桅杆可以有效解決大廈有感振動問題,桅杆原有的防雷、航標功能可在桅杆拆除後在樓頂重新佈設。

深圳市住建局負責人回應稱,該局組織制定的桅杆拆除施工方案經過了三重把關:一是原設計單位就拆除施工對主體結構安全的影響進行了複核;二是根據廣東省建築科學研究院對施工方案提供的諮詢意見,進一步完善拆除方案;三是拆除方案通過由住建部、省住建廳推薦的專家以及深圳市知名專家組成的專家組論證。

拆除工程將於近期擇機實施,並同步開展損傷修復工程,有效工期約32天。如受暴雨、颱風、高温等極端天氣影響,將適時停止施工作業,工期順延。

至於大廈商戶如何安置,福田區政府負責人介紹,將繼續為商戶提供臨時經營場所,有臨時經營需求的商戶可向賽格廣場大廈管理處提出申請。桅杆拆除工程和累積損傷修復工程完成後,將組織商戶租戶回遷,盡快恢復大廈常態化經營。

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