广东佛山发生晃动的写字楼是万科金融中心A座,我在网上搜索了一些关于这栋楼的相关资料。这座塔楼是一栋超高层办公楼,大约有35层,根据楼层数和通常的楼层层高,这栋楼应该是在130米左右。

无独有偶,在2021年的时候,作为一级注册结构工程师接受媒体采访,我就回答分析过深圳华强北赛格大楼出现类似晃动的原因。我记得当时也是5月,同样地震局没有监测到周边地区发生过地震。不过,赛格大赛有76层,总高度355.8米,晃动的幅度比这次佛山金融中心写字楼要明显。

而这两次超高层建筑在非地震作用下发生晃动的主要原因,还是因为风的作用,具体来说可能是出现了横向风振效应。所谓横向风振效应,通俗来讲,大家可以试试,拿一张A4的纸,用嘴使劲向垂直于纸张厚度的方向吹一口气,大家会发现纸张在垂直于厚度方面发生剧烈的振动。

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横向风振效应示意

在2021年深圳赛格大楼晃动发生后,当地政府委托专业的结构检测和鉴定机构,对赛格大楼进行全方位的结构安全检测,专业机构对赛格大厦的房屋沉降、倾斜率、加速度等情况持续进行实时监测,最终得出结论——大楼结构整体性能满足要求

我们做结构设计,保证结构安全是最低最低的底线。但这并不意味着满足了结构安全,这栋楼就算合格了,比如在位移控制方面我们需要有舒适度方面的要求。至少让人在建筑内部不会感觉到明显的晃动,而造成心理上的恐惧。

对于现在超高层结构设计而言,我们允许楼层在一定范围内发生变形,但我们要考虑人体感的舒适度,虽然从设计角度上讲,些许的晃动不影响主体结构的安全,但谁都不愿意在能明显察觉晃动的建筑里工作。

就目前而言《高层建筑混凝土结构技术规程》中有提到舒适度和水平位移限的要求

我们先说舒适度,规范中是通过限制风振加速度来保障舒适度的。

规范3.7.6 房屋高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求。在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过表3.7.6的限值。结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定计算,也可通过风洞试验结果判断确定,计算时结构阻尼比宜取0.01~0.02。

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而对于水平位移,规范是通过位移角来进行限制的。

规范3.7.3 按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比△u/h宜符合下列规定:高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比△u/h不宜大于表3.7.3的限值。

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以上内容非专业人士不必了解,我罗列出来是想表达,现代超高层建筑的设计中,是要求考虑建筑在风荷载作用下发生晃动的可能,并且给出了量化的限制。而这次的金融中心和上次的赛格大楼,都出现了让人体感觉很明显的晃动,那显然是在设计的时候考虑得不够周全,或者说周边环境发生过明显变化。

不管怎么说,整栋楼里的人都能感受到大楼的晃动,尽管满足结构安全,但它不是一栋满足使用要求的建筑了,希望在后续的结构检测和鉴定中,能够详细地给出大楼晃动的具体原因。同时,由于这几年超高层建筑非地震作用的晃动时有发生,我估计后续超高层建筑的专家评审或者方案审查里,各地的建委一定会着重关注水平舒适度方面的设计内容。