Почему небоскребы не падают?

172
0
(0)

Всемирно известная Шанхайская башня высотой в 632 м, является неподвижной.  С одной стороны, это один из самых устойчивых небоскребов в мире. Дело в том, что никакие природные явления не смогут изменить его равновесие.  Но, с другой стороны это иллюзия. Естественно, что есть колебания. Просто в этом здании установлена сверхсовременная демпферная система. Именно благодаря ей человек не чувствует колебание здания.

Если представить, что человек держит трость, длина которой составляет метр. При этом она находится в вертикальном положении. Если человек начнет шевелить рукой, то нужно будет очень постараться, чтобы трость не упала, и возвратить ее в исходное положение. Если к ее концу, который находится вверху, прикрепить какой-либо груз, который будет находиться на пружине, то именно его инерция будет способствовать компенсации кинетической энергии законцовки.

Если произойдет резкое движение этой законцовки, то оно наоборот будет плавным. Если у вас получилось это вообразить, то можно увеличить данную конструкцию в сотни тысяч раз и выйдет известная Шанхайская башня.

Система, которая была применена в процессе ее возведения, имеет название демпфер. Именно она помогает снизить амплитуду колебаний от воздействия потока ветра, а также происходит уменьшение скорости верхушки здания, которая набирается в процессе этих колебаний.

Особенности Шанхайской башни:

  • Она имеет форму спирали, что дает возможность уменьшить воздействие ветра примерно на 25% по отношению к такому же зданию, которое имеет форму параллелепипеда.
  • Как и большая часть высотных зданий, которые были построены после трагедии в Америке, у этой башни имеется массивная бетонная арматура, которая находится по высоте здания.
  • В строении имеется двухслойное остекление, что дает возможность уменьшить нагрев помещений и сделать проще вентиляционную систему.
  • Толщина бетонного фундамента этой башни составляет от 3,3 м. Стоит отметить, что на заливку фундамента было затрачено примерно 3 дня.
  • На последних пяти этажах находится помещение, где установлен этот демпфер, функцией которого является гашение колебаний здания.

Конструкция обычного демпфера имеет вид комплекта маятников, которые соединены при помощи стальных пластин. Именно такой демпфер используется при строительстве.

Когда происходит падение небоскреба в одну либо другую сторону, то вот именно инерция пластин начинает работать в противовес. При этом происходит толчок здания в противоположном направлении.

Конструкция демпфера:

  1. Кабели, которые сделаны из стали, в данном устройстве. Именно они дают возможность маятнику свободно раскачиваться. Происходит то, что инерция этого устройства противостоит движению здания.
  2. Маятник, находящийся в демпфере, имеет простое устройство. Он имеет вид 1000-тонного штабеля, который сделан из стальных пластин.
  3. Установлено, что гидравлическая система позволяет предохранить маятник от сильных и резких отклонений, а также больших амплитуд.
  4. Электромагнитная система начинает работать в процессе движения маятника, тем самым происходит усиление демпфирующего эффекта.

Но вот именно обычного демпфера для этой башни совершенно недостаточно. Дело в том, что на последних верхних этажах данного 632-х метрового небоскреба, колебания могут быть заметными, что является причиной возникновения у сотрудников и жителей данного небоскреба воздушной болезни. Таким образом, людей просто будет укачивать.

В связи с этим, инженеры использовали довольно необычную технологию. На верхних этажах здания они произвели монтаж тщательным образом рассчитанной массы, то есть самого тяжелого груза, который ранее не использовался в архитектурных демпферах. Они связали его с мощнейшим электромагнитом. Это стало причиной создания первого в строительной отрасли индукционного демпфера.

Сердце данного устройства состоит из медной пластины, площадь которой составляет 100 м квадратных. На этой пластине стоят 125 мощнейших магнитов. Эта конструкция находится под подвешенным классическим демпфером.

Когда происходит сдвиг здания, то тот установленный 1000-тонный груз из стали начинает двигаться над магнитами. В связи с этим появляется электрический ток в пластине, создается магнитное поле, которое сопротивляется движению демпфера и усиливает его эффект. Стоит отметить, что контроль над такой системой совершенно не нужен,  так как это устройство работает по правилу Ленца.

Таким вот образом мы получаем, что вот такое оригинальное инженерное решение имеет довольно заметный результат. Архитекторы сходятся во мнении, что практически 99,99 процентов посетителей именно последних этажей совершенно не чувствуют каких-либо колебаний даже летом, когда в Шанхае наблюдается период тайфунов.

Насколько полезной была статья?

Средний рейтинг 0 / 5. Подсчет голосов: 0

Пока нет голосов. Будьте первым, кто оценит этот пост.

ПОДЕЛИТЬСЯ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here