伦敦城市大学利用一级方程式技术建造“针状”摩天大楼。
伦敦大学的研究人员正在开发基于一级方程式技术的新型振动控制装置,这样他们就可以建造仍然能承受强风的“针形”高楼。
目前,被称为调谐质量阻尼器(TMDs)的装置安装在高层建筑的顶层,就像一个沉重的钟摆,抵消风和地震引起的建筑运动。但它们重达1000吨,横跨五层楼高100层——增加了数百万的建设成本,耗尽了紧张的市中心的优质空间。
近日,伦敦城市大学结构动力学专家agathoklis giaralis博士及其同事发表了最新研究成果(风致高层建筑中最佳调谐质量阻尼器的设计,以提高居住者的舒适性、偏好性和能量收集能力)。他们发现,像为一级方程式赛车的悬挂系统开发的那样,轻质紧凑的惯性可以将tmd所需的重量减轻70%。
Giaralis博士说:“如果我们能实现更小更轻的TMD,那么我们就能建造更高更薄的建筑,而不会在有风的时候给乘客造成晕船的感觉。这种细长的结构将需要更少的材料和资源,因此它的成本更低,更具可持续性,占用的空间更少,更具美感。在伦敦这样的城市,空间高,土地贵,唯一真正的选择是崛起,所以这项技术可以成为游戏规则的改变者。\r\r\r\r\r\r\n“”
试验表明,由于采用了新设备,典型的20层钢结构的梁柱所需的钢材减少了30%。对伦敦一座现有建筑的计算机模型的分析表明,新提出的技术可以将“地板加速度”(一种测量晕船时居住者舒适度的方法)降低30%。位于大象和南华城堡,这座建筑有48层的纽因顿巴特。
贾拉尔博士补充说:“地板加速度的降低非常重要。”“这意味着这些设备在确保建筑物能够抵御强风和地震方面也更加有效。即使是中等强度的大风也会给居民带来晕船或头晕,气候变化表明大风会变得更加频繁。我们正在测试的基于惯性的振动控制技术证明,它可以显著降低这种风险。在新建甚至非常细长的建筑中,其前期成本很低,对既有建筑的结构改造也很小,这有另一个优势:”
“除了通过减少材料来减少碳排放,我们还可以从风诱导的振荡中获得能量——我认为目前我们还不能使用这种技术拥有一个完全自我维持的建筑,但我们绝对可以收获足够的能量,用于室内建筑的气候控制的无线传感器。”