9月16日，“史诗级”台风“山竹”登陆我国东南沿海。明元君的微博、微信都被这张图淹没了……
当然，从事相关行业的人都知道，高层建筑的这种晃动是正常的，也是必要的。视频中的幅度并不大，所以不用担心。
但也可以看出，“山竹”的威力不容小觑。台风肆虐时，那些超高层建筑还安全吗？
一、辟谣：平安大厦的摆动是否已达到设计最大值？
平安金融中心周围有雪花飘扬，有传言周边玻璃幕墙或窗户被台风损坏。平安集团相关人士表示，截至目前，平安金融中心玻璃幕墙并未脱落，只是附近碎片飞扬。
此外，网上还流传一封来自平安的内部邮件，称平安大厦的最大摆动幅度为两米，已经达到危险程度！
平安集团表示，目前，大楼阻尼器摆幅约为设计值的50%。建筑物的所有状况均正常且安全。感谢您对平安金融中心的关注。
2、辟谣：台风期间深圳腾讯滨海大厦玻璃掉落？
微博报道称，腾讯滨海大厦外墙玻璃被台风吹落数块。对此，腾讯公关总监张军在微信朋友圈和微博上回应称，玻璃完好无损。
张军表示，朋友圈有传言称腾讯滨海大厦外层玻璃被炸掉，于是他赶紧要求相关团队检查，“看到都完好无损”。张军还表示，为了对抗山竹，公司行政团队已经做好了充分的准备和准备，并开玩笑说“山竹，请温柔点”。
在朋友圈评论区，张军进一步解释说，滨海大厦表面为玻璃幕墙结构，每层都有各种通风口用于排出新风。同时还设计有遮阳帘，以达到节能的目的。这些部分在建筑物表面创造了视觉效果。 “别担心，码头大楼没有玻璃或部件破碎或掉落。”
张军还晒出了两张滨海大厦台风期间和台风到来前的照片。看来网友确实是担心过度了。
可见这些地标建筑的表现还是相当不错的~
但这次台风也提醒我们，风阻对高层建筑结构的影响不容忽视，建筑结构抗风设计的重要性越来越受到重视。
今天明远君给大家分享一篇关于高层建筑抗风设计的文章。内容详细，有实际案例供大家参考。
本文由厦门市建设局巡视员、副局长、教授级高级工程师林芝芝博士撰写。根据高层建筑的抗风设计特点和多年的研究经验，详细分析了2016年强台风“莫兰蒂”对厦门市高层建筑的影响，在此与大家分享。
2016年9月15日，厦门遭遇建国以来最强台风“莫兰蒂”。台风登陆时最大阵风17级，中心最大风力15级，风速48米/秒。整个厦门大面积断电断水，65万棵行道树倒塌，566家企业受影响，17907间房屋倒塌，经济损失超百亿元。台风在厦门持续了3个小时。风荷载大量超过国家标准，导致幕墙的抗风压、水密性、气密性、抗冲击性等性能大大超标。高层钢结构建筑和幕墙支撑钢结构经受住了严峻的考验。
厦门海峡明珠广场地上50层，总高度232m。这是一座钢结构建筑。受台风莫兰蒂影响，石材幕墙边角区域受损脱落，部分被撞击物损坏，部分玻璃板受损脱落。
厦门五缘湾一栋办公楼的玻璃板从上到下全部受损。玻璃面板强度超出极限，无法抵御台风。
强台风过后，厦门市建设局组织对全市房屋建筑受损情况进行排查，获取第一手资料。全市大部分幕墙性能良好，经受住了强台风的考验。但约5万平方米的幕墙受损。对于受损的幕墙，幕墙支撑钢结构基本完好。主要原因是石材、铝板或玻璃损坏，个别开启风扇脱落和硬件故障。
外部维护结构损坏主要由以下原因造成：
(1)高层建筑特别是高层钢结构建筑受强风影响，楼层间横向移动过大；
（2）组团建筑窄管效应造成的；
(3)风影响造成的；
(4)面板强度不足造成的；
（5）设计不合理造成（包括：造型怪异、迎风面过大、缺少夹层玻璃等）。
▼提高高层建筑抗风能力的措施
1、控制建筑的形状：最好的建筑平面是最不具有特色的圆柱体或正多边形棱柱体。如果是正方形，则应切除一小部分角，使平面形状没有直角或锐角。建筑物的外表面也应尽可能光滑，并尽可能避免各种装饰性突出物。如果仔细观察世界各地400米以上的超高层建筑，大多都是这种造型。
2、优化结构构件：高层建筑一般具有较高的结构灵活性和相对较低的自振频率。如果接近风振频率钢结构高楼抗震，在风的作用下，振幅会很大（共振）。
改变固有振动频率的方法有很多。最直接的方法是通过优化结构构件（梁、柱、剪力墙、支撑）的尺寸和布置，将结构的自振频率控制在合理的范围内，使建筑物能够经受住风的考验。动作下保持更好的舒适度。
3、增设减振装置：超高层建筑中，由于长宽比过大、结构过软，仅通过结构设计调整很难有效改变结构的自振频率。
特别是钢结构建筑，阻尼比较小，需要在一些特殊部位加装风阻尼器（TMD，质量调节阻尼器），或者加装阻尼墙、偏心支撑、屈曲约束支撑等耗能构件。等，以减少风引起的影响。以提高舒适度。
1.控制建筑物的形状
风是混乱且随机的，它对建筑物的影响非常复杂。规范中风荷载值的确定适用于大多数形状规则、高度不太高的单体高层建筑。高层钢结构建筑和对风敏感的高层钢结构建筑应针对其造型进行特殊设计：
单体建筑的体量系数应尽可能小。其形状应有利于建筑物减少受风面积，从而减少风荷载对建筑物的影响。单体建筑必须有合理的流线，使风不能产生风涡，避免建筑内产生风振。即使产生涡流，也必须减少建筑物的摇摆振动。
建筑群应考虑群内建筑物的整体形状。建筑群中的单体建筑造型对群体效应、窄管效应、风场流向等影响很大，复杂的建筑造型会对相邻建筑和风流方向产生不利影响。另外，建筑物密度大、鳞次栉比，极易造成窄管效应，使城市街道风速增大，危及行人和行车安全。尤其是强台风来袭时，峡谷效应会因风速过大而对一些高层建筑的外墙表面造成巨大的负压。玻璃幕墙或大型墙板会像雪崩一样脱落，高档门窗会突然倒塌。 、跌倒并伤人。
▼避免设计迎风面较大的超高层建筑
▼避免设计立面形状复杂的高层建筑
厦门特房波特曼大厦：216米，钢-混凝土组合结构。玻璃幕墙设计为凸直角三角形。立面线条是通过改变三角形长边和短边的方向而形成的。玻璃外墙的形状与防波堤相似。当强风撞击玻璃外墙时，力量瞬间分散，难以形成集中的压力和吸力。 。
▲避免窄管效应
城市高层建筑之间的狭窄区域风力极强，极易引发灾害。城市“峡谷风”是各大城市面临的新问题。风洞试验数值模拟发现，平地上3-4级的风，经城市高层建筑之间的“窄管效应”放大后，可达10级以上。当刮6、7级大风时，窄管效应可以使高层建筑之间通过的瞬时风力达到12级。
“窄管效应”的威力与城市中高层建筑的数量、间距、位置密切相关。高层建筑越多、体积越大、彼此距离越近，出现“山谷效应”的机会就越大。
▲2016年台风“莫兰蒂”——窄管效应
厦门中航紫金广场。 A、B塔均为办公楼，地上共41层，屋顶高度180.7m，采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。 A 楼和 B 楼距离较近。周边建筑物密集，建筑风环境极其复杂。
▲2016年台风“莫兰蒂”——窄管效应
对于密集地区的高层建筑，建筑规模系数显着放大。当台风眼或中心附近的移动路径经过建筑物时，风速和风向会发生剧烈变化。如果不充分考虑群风干扰系数，建筑的安全性将大大降低。
▲窄管效应对幕墙造成严重的局部破坏。
▲《建筑结构荷载规范》50009-2012
密集高层建筑造成的窄管效应和风干扰效应会导致局部瞬时风压增大。这种情况下，玻璃损坏表现为中空玻璃内外层同时损坏；
例如，厦门海峡两岸金融中心旁边就有两栋高层建筑。由于两栋高层建筑距离较近，当东北吹来的台风经过第一栋建筑时，风从拐角处吹过时产生的脱落涡流直接作用在第二栋高层建筑的幕墙上。 ，局部风压增大，导致内外片玻璃同时损坏。
▲这个造型中，窄管效果很明显：
群风相互干扰，风荷载显着增大。计算时，风荷载值应根据风洞实验确定。
幕墙的支撑钢结构必须足够坚固，才能承受巨大的风压。
每一块玻璃都不能在强风中受损。否则，部分玻璃破碎后产生的碎片会在建筑物间复杂的风环境作用下飞散撞击其他玻璃，导致其他原本不会损坏的玻璃破碎。
建议使用夹层玻璃。贴膜可以增加玻璃的抗穿透能力，还可以有效控制玻璃碎片的飞散，防止其被台风卷起，对玻璃造成二次打击。
▼台风“莫兰蒂”的教训
如果“窄管效应”位置的玻璃装反，台风时损坏会很严重。单片玻璃在外面，夹层在里面。外面的玻璃面板很容易受到碰撞损坏，破碎的玻璃碎片也会破碎其他玻璃。应采用夹层中空玻璃，且夹层玻璃应位于外侧。
▲对于复杂的车身形状，要进行风洞测试
（外观极其复杂，体形系数和风振系数难以确定）
对于复杂的建筑表皮，风荷载难以确定，数值计算、加工制造和施工安装也很困难。
▼厦门天宇洲雷达项目
▲对于有特殊要求的建筑，应专门研究抗风设计
（厦门气象雷达科普观测塔）
该建筑位于海拔120米的山上，风力较大。地上20层，建筑顶层高度77.6米。塔架结构采用钢框架-钢混凝土组合筒体结构，部分钢支撑。外框立柱采用12根φ450x15弯钢管立柱。
气象雷达用于台风、龙卷风、冰雹、雷暴、暴雨等灾害性天气的观测和监测。建筑物的横向移动不能太大，而且还要保证台风等灾害来临时监测仪器能够正常工作。因此，风荷载的取值需要专门研究。
2、减少高层建筑在风荷载作用下的水平移动
添加加强层对于解决高层建筑的抗风问题非常有效。设置水平加强层后，将导致结构的主要内力重新分布，使结构构件更好地发挥其侧向抗力潜力，从而减少层间的侧向移动。
加强层的设置应综合考虑数量、位置、悬臂结构形式、悬臂结构刚度等因素。建议在适当的楼层设置具有适当刚度的水平支腿构件。如果太软，效果不明显，如果太硬，刚度会突然变化，不利于抗震。如有必要，还可同时安装外围水平环形带构件。
厦门世茂海峡大厦，两栋超高层钢结构建筑（总高度300米）。台风莫兰蒂过后，主体结构和幕墙完好无损。
3、注意幕墙支撑钢结构设计
进入21世纪，钢结构在幕墙框架中得到广泛应用。近十年来，我国建成了焊接钢结构支撑的玻璃、铝板和石材幕墙。这些项目甚至经历了多次12至14级的强台风而没有损坏。但应注意以下问题：
幕墙大型支撑钢结构是钢结构的一部分，应按照钢结构规范执行。其结构设计使用寿命应根据主体结构考虑。
焊接是连接钢结构最可靠的方法之一。国外也有很多幕墙的钢梁、钢柱是焊接的，并非全部是螺栓。但高空焊接，如何检测、如何保证质量是个大问题。 （专业钢结构施工队伍？焊工持证上岗？）
支撑钢结构也存在温度应力，存在防火、防腐等问题，应高度重视。
▼幕墙支撑钢结构（全裸框架幕墙大图）
系统说明：
钢架包裹铝型材，立式装饰扣盖宽60mm，玻璃面高20mm
玻璃最大尺寸：
1800*4500（宽*高）
玻璃配置：
8+1.52PVB+8+12A+10mm
蓝灰色钢化LOW-E玻璃
4、提高幕墙的抗台风能力
厦门国际中心总建筑面积18.56万平方米，建筑高度339.88米，地下4层，地上61层。是福建省最高的超高层钢结构建筑。建筑幕墙总面积约6.2万平方米，采用垂直采光、水平隐蔽的单元式结构幕墙系统。当台风莫兰蒂来袭时，该结构已封顶，幕墙的 4/5 已建成。
厦门国际中心幕墙工程在前期设计、后期施工、台风期间都经过了周密的考虑和规划。施工期间遭遇强台风袭击，幕墙完好无损。这是超高层钢结构建筑幕墙工程防范强台风的典型成功案例。
1.安全级别。本工程幕墙结构安全等级按一级设计。预埋件系统、转接件及单元挂件系统、龙骨系统、横竖框架连接、上下单元嵌件、结构胶、竖向装饰框架连接系统都提高了结构计算时的安全系数。
2.风荷载值。除基本风压、场地平整度、抗震设防烈度、基本设计地震加速度均按规范给出的参数选取外，标准风荷载值还严格按照风洞试验确定项目报告。最大设计风荷载WK=6.6kN/m2。
3、玻璃：在提高安全系数的前提下，经过严格计算，幕墙透视部分采用HS10+1.52PVB+HS10+12A+HS10夹层中空玻璃，夹层玻璃采用HS10+ 1.52PVB+HS10夹层玻璃。中空玻璃不仅内外片强度设计相同，而且夹层玻璃的使用大大提高了玻璃的安全性。
4、结构胶。采用超高性能硅酮结构密封胶。
台风莫兰蒂袭来时，幕墙正在施工。台风对未密封的建筑物有非常负面的影响。有很多墙上没有的材料，现场有很多机器和设施。情况很复杂。提前采取预防措施至关重要。强台风袭来，厦门国际中心工地没有造成人员伤亡和财产损失，堪称奇迹。
台风来袭前，场地已清理完毕，未进行任何施工。
建筑物内和通风口处堆放的物料应移至遮蔽区域，确保建筑物内和通风口处无散落物料。
一一检查已安装的开启式窗户，并全部关闭锁紧，确保不被风吹倒。
将最上面单元板的防跳装置一一检查，并全部安装并紧固，确保顶部单元不会被抬起和掉落。
台风到来前，吊篮的钢丝绳全部每隔10米绑在装饰架上，吊篮的辅助绳和救生绳通过地锚固定在地面上。
2016年，超强台风“莫兰蒂”袭击厦门。厦门中心大厦仍在建设中。由于施工时需要垂直运输，玻璃幕墙周边并未封闭。当台风来袭、强风吹过时，玻璃需要承受巨大的正负风压，相当于受到两侧风的吹袭。此时幕墙处于最危险的状态，受力也最不利。在这种情况下，玻璃幕墙很容易被损坏。历史上这样的例子还有很多。但台风过去后，出乎意料的是，玻璃幕墙几乎完好无损。这是一个奇迹，也是值得骄傲的事情！
在建的玻璃幕墙能否经受住考验，关键在于幕墙设计和施工的精细化。该项目的玻璃幕墙为何能承受如此强的风力？
首先，它的幕墙框架制作非常坚固；
其次，选用的玻璃比较厚，外面2层夹胶玻璃，里面1层玻璃，双层镀银Low-E中空；
第三，它的流线型设计也降低了风阻；
四是利用BIM技术实现幕墙设计与施工一体化。应该说，这个项目经济实惠钢结构高楼抗震，设计时也考虑到了风荷载。
▼提高幕墙的抗台风能力
当玻璃幕墙高度大于200m或尺寸和风荷载环境复杂时，应进行风洞试验以确定风荷载。建议对超高层建筑、海边密集地区的高层建筑、异形建筑进行风洞试验。
控制隐框玻璃幕墙的高度。高度超过100m的玻璃幕墙建议采用明框或半隐框的方式。
控制面板的大小。建议隐框幕墙面板面积不宜超过4m2，明扇面板面积不宜超过1.5m2。现在很多工程的隐框板都非常大，甚至超过6平方米。这些面板承受的风力使胶缝宽度达到无法接受的程度，只能使用超高强度结构胶来克服这个问题。
玻璃品种。有脱落风险的区域应使用夹层玻璃，并明确玻璃材料的选择要求。高层玻璃幕墙优先采用超白玻璃和均质钢化玻璃，以降低玻璃内部缺陷率。
5.添加减震装置
▼风阻尼器（TMD，质量调节阻尼器）
为了减少风对超高层建筑的影响，最新的技术是在超高层建筑中安装风阻尼器（TMD，质量调节阻尼器）装置，可以有效减少超高层建筑引起的晃动。受到强风的影响。
上海环球金融中心安装了两个风阻尼器，以抑制强风造成的建筑物晃动。当遇到6级以上大风时，楼内人员会感到轻微晃动。考虑到上海经常遭受台风袭击，设计时专门安装了这样的风阻尼器。
▼台北101
建筑高度508米。采用全新的“巨型结构”，建筑四个外侧各有两根巨柱，总共八根巨柱，每根截面长3米，宽2.4米，从5层开始延伸地下至地上90层。内部浇注高密度混凝土，并覆盖钢板。建筑外形采用锯齿状设计，经风洞测试，可减少30-40%因风引起的晃动。为了减少风荷载作用下的横向移动，每8层安装一个刚性桁架加强层。
为了应对高海拔强风和台风引起的晃动，建筑物内安装了风阻尼器（质量调节阻尼器）。 88至92层悬挂着一个重达680吨的巨大钢球，利用秋千减缓建筑物的晃动。震动的幅度。
▼风阻尼器（TMD，质量调节阻尼器）
2015年第13号超强台风“苏迪洛”于8月8日凌晨在台湾省花莲登陆，中心附近最大风力为15级（48m/s）。台北101大楼的风阻尼器摆动了100厘米，摆动幅度是历史上最大的。风阻尼器最大摆动幅度设计为正负150cm，用于平衡建筑物左右晃动，可减少建筑物晃动幅度约40%。
▼厦门国际中心
厦门国际中心总建筑面积18.56万平方米，建筑高度339.88米。地下4层，地上61层。集超甲级写字楼、联合办公、高端会所、观光旅游等为一体，是福建省最高的钢结构建筑。 。
消能减振方案采用粘性阻尼墙控制风振。 X、Y方向共布置68 170T粘性阻尼墙。有效满足结构舒适度要求。
▼厦门帝景园
Xiamen的第一个超级高层住宅项目，5楼，有62层，高258米，（I期 +阶段II +阶段）500,000平方米，全钢结构馆。
▼为了减少风负载作用下的层间横向运动，整个建筑物都配备了约束的屈曲支撑。
▼结论
高层建筑的风负载包括三个部分：平均风压产生的平均风力（静态负载）；通过脉动风压（动态载荷）产生的随机脉动风力；以及由风引起的建筑物振动产生的惯性力（动态载荷）。高层建筑物的动态载荷不能忽略，但是为了准确确定风荷载，必须依靠风洞测试。
Xiamen具有大风载荷，许多具有较高高度宽度比的高层建筑物具有由风控制的侧向运动，因此抗风设计尤为重要。建筑计划应尝试使用具有较小体形系数的建筑平面（例如大约正方形，圆形等），并避免使用具有较大迎风侧的建筑平面。
高层建筑物的外部维护结构在以前的强壮台风中遭受了相当大的损害。在台风风插座或具有收缩效应的建筑物或有明显的风效应区域的区域，外部维护结构的损害尤其严重。外墙，外部窗户和窗帘墙应专门设计以抵抗风。外墙应尽可能光滑，简单和简洁，应避免使用复杂或奇异形状的建筑立面。
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资料来源：Tumubar（ID：Tumubar），本文已获得授权，我要对原始作者表示感谢。
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