近日，深圳市福田區(qū)高層建筑賽格廣場大廈出現(xiàn)晃動情況，福田區(qū)有關(guān)部門接報后組織專家到場對大樓安全進行檢測，經(jīng)過初步檢測排查，大廈主體結(jié)構(gòu)安全，大樓周邊場地未見地面開裂情況。
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國各地的高層、超高層建筑越來越多，建筑物安全一直是廣受關(guān)注的話題。相關(guān)專家在接受《中國科學報》采訪時表示，對于高層、超高層建筑物，從選址、設(shè)計、審批到施工、監(jiān)理、驗收等，我國都有很嚴格的標準和規(guī)范，“小震不壞，中震可修，大震不倒”已成為建筑物設(shè)計施工的基本理念。
可排除地震原因
據(jù)通報，受深圳市住建部門委托，多家專業(yè)機構(gòu)對賽格廣場大廈的振動、傾斜、沉降等情況進行了實時監(jiān)測，結(jié)果顯示，三項指標均遠遠小于規(guī)范允許值，監(jiān)測數(shù)據(jù)未顯示異常情況。
專家初步認為，賽格廣場大廈震顫由多種因素耦合，主要是風、地鐵運行和溫度影響的耦合，造成大廈產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
在中國地震應(yīng)急搜救中心副研究員馮軍看來，由于共振原因振動或晃動，賽格廣場大廈并非個例。多年前，河北邢臺地區(qū)的一棟居民樓也發(fā)生了多次類似的晃動情況，接報后馮軍與同事前往現(xiàn)場進行了調(diào)查。
“我們通過檢查，發(fā)現(xiàn)該居民樓結(jié)構(gòu)完好，承重柱體和橫梁等沒有被破壞，墻面也沒有地震導致的特有的‘X’型剪裂，發(fā)生晃動的僅有該居民樓一棟建筑。綜合分析后，我們認為該居民樓晃動不是地震造成的，應(yīng)該是其他地方的振動傳導到居民樓產(chǎn)生共振的結(jié)果。”馮軍告訴《中國科學報》，直至目前，該居民樓仍然完好且照常使用。
中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所工程師、北京中科深源科技有限公司創(chuàng)始人李學良也表示：“國家地震局消息顯示，大廈晃動時當?shù)貨]有監(jiān)測到天然地震，大廈周圍的房子沒有發(fā)生晃動，可以排除大廈晃動是地震原因;但也不排除大廈晃動是由于工程施工或地下交通等其他地方的工業(yè)振動，通過地層傳導到建筑物發(fā)生共振所致。”
李學良表示，從地震波傳播角度看，深圳地區(qū)覆蓋層較薄，基巖為較硬的花崗巖。“這是優(yōu)勢也是劣勢。一方面，基巖硬，不易發(fā)生沉降;另一方面，硬的基巖也容易發(fā)生振動傳導，衰減小、傳播距離遠，覆蓋層易發(fā)生共振放大等現(xiàn)象。”
開展建筑物安全隱患調(diào)查
有資料顯示，因為建設(shè)年代較早，賽格廣場大廈當時并未安裝阻尼器。
馮軍認為，在后期對大廈進行加固、抗震防護等作業(yè)時，加裝阻尼器、采用減隔震技術(shù)和材料等舉措非常必要，阻尼器預防共振的效果非常好。
目前，我國對高層、超高層建筑有嚴格的審批流程。而高層、超高層建筑在規(guī)劃、設(shè)計時，也往往會關(guān)注共振對建筑物的影響。馮軍介紹，在高層建筑規(guī)劃、設(shè)計時，都要事先測量建筑物所在地區(qū)的“地脈動指標”，也就是大地固有的振動頻率。
通過地脈動測量和分析，可以獲取有關(guān)場地周期特性的信息，為工程抗震和隔振設(shè)計提供場地的卓越周期和脈動幅值，進而對建筑的形狀、結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，避免建筑物與大地產(chǎn)生共振。
李學良表示，隨著我國城市建設(shè)的不斷推進，對由共振等外力作用和老化等內(nèi)在因素導致的城市建筑物安全隱患進行調(diào)查、預警、預防，十分必要。
“我國建筑物結(jié)構(gòu)復雜多樣，有土木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等，不同結(jié)構(gòu)有不同振動頻率，振動對不同結(jié)構(gòu)建筑物造成的危害也不盡相同。在調(diào)查時，要著重查看結(jié)構(gòu)類型、承重部分、易破裂面等，并有針對性地采取抗震加固措施。”馮軍建議。
同時馮軍強調(diào)，除預防施工、地鐵運行等導致城市建筑產(chǎn)生共振外，還要預防地震帶來的破壞。
“地震時主要產(chǎn)生縱波(P波)和橫波(S波)。P波主要造成建筑上下震動，危害相對較小;S波沿著地面?zhèn)鞑?，雖然傳播速度慢，但對建筑物造成的破壞力大，往往使建筑物形成‘X’型剪裂，從而使建筑物垮塌。”馮軍介紹。
馮軍表示，目前高層尤其是超高層建筑，從選址、設(shè)計、審批到施工、監(jiān)理、驗收等，都有很嚴格的標準和規(guī)范，也往往會采用阻尼器、減隔震技術(shù)和材料等，盡量做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。
新技術(shù)助力災(zāi)害預警
在李學良看來，5G通信等新技術(shù)的出現(xiàn)，使數(shù)據(jù)快速傳輸成為可能，城市建筑物安全預警也會越來越及時。
“一是要對重點建筑物安裝監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測建筑物遭受的地震、工業(yè)振動等影響;二是城市也要全面部署監(jiān)測設(shè)備，形成城市建筑物安全監(jiān)測網(wǎng)，即時捕捉到像賽格廣場大廈出現(xiàn)晃動這樣的事件數(shù)據(jù)，為專家快速分析振動源是否來自地下提供判斷依據(jù)，縮短決策時間和快速形成處置方案。”李學良建議。
以往，由傳感器采集的海量振動數(shù)據(jù)很難做到及時傳輸或快速處理。但隨著5G通信等新技術(shù)的出現(xiàn)，海量數(shù)據(jù)快速傳輸成為可能，這有利于對數(shù)據(jù)進行獲取和處理分析，以便及時采取預警預防措施。
馮軍也表示，預警預防始終是消除建筑物安全隱患的重要舉措，各地要借助新技術(shù)、新手段、新方法，積極開展城市整體性預警預防工作。
