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北隐:深圳赛格大厦晃动之我见

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1).钢管混凝土

钢管混凝土有别于传统钢筋混凝土。钢管混凝土是外围钢管,内注混凝土;传统钢筋混凝土是内扎钢筋笼架,外注混凝土(由模板包围)。等混凝土凝固后,拆除混凝土模板。钢和混凝土具有比较接近的线膨胀系数。尽管线膨胀系数比较接近,但外界温度反复变化,仍有可能出现钢和混凝土隐形脱壳问题,也因此钢筋都做成螺纹状,而不是光杆状,使其不会出现脱壳现象。深圳赛格大厦钢管混凝土的钢管内壁是否做成鳞状(如卡车的司机踏脚板)或横向条状花纹,我想是小概率事件。

2).抗拉强度和抗压强度

混凝土有很低的抗拉强度,但有很高的抗压强度。因此,用混凝土做建筑结构时,为了弥补混凝土抗拉强度不足(不耐折)的缺点,在混凝土内部分布螺纹钢筋,因为钢的抗拉强度很高。

3).热胀冷缩及热传导

虽然钢和混凝土具有比较接近的线膨胀系数,但钢的热传导系数远比混凝土高。因此当外界温度变化时,钢管的热胀冷缩反应要比混凝土来得快。比如,当温度急剧升高时,外部的钢管温度升高变长,而内部混凝土由于热传导慢而变长滞后。也因此,大楼的承重由于这种变化则较多为钢管承担,而较少为混凝土承担。

4).多余约束和弹性支承

用力学观点,当支承一个刚性物体时,只需三个支承点都可以了,第四个就是多余(支承)约束。但现实中,物体都是弹性体,需要多个支承点来分散支承力,但如何公平地分配支承力,即强者多负担、弱者少负担,重的地方多支承、轻的地方少支承,是弹性力学范畴,也是建筑结构设计的关键。

5).总结

a).由于温度升高,钢热膨胀较早,把混凝土应该负担的抗压负担首先承担了较多;b).由于地质变化(如地铁建设、土质密度改变等等),大楼的重量的分布发生变化,大楼的地基钢管桩和支承钢管混凝土的受力也将发生变化;c).钢的弹性模量较大,在横向外力的作用下极易发生弹性振荡。如果阵风的频率又和大楼固有振动频率相近或一致时,这种振动(摆动)会越来越大(发生共振);d).设计时的裕度和安全系数是否足够大。由于上述的复合原因,也由此估计,将来深圳赛格大厦每年的晃动次数将会越来越多,尤其是温度上升、风大的时段和季节。

责任编辑: 江一 来源:中文大纪元 转载请注明作者、出处並保持完整。

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