两座塔在一起为什么背风的晃的更厉害?

如题所述

第1个回答  2021-03-04
高层建筑受风荷载等因素影响,其主楼筒体在正常使用条件下会产生摇摆晃动现象。对于框架结构主体的高层建筑而言,这种摇晃引起的前后左右偏移随层高的加大而增大。普通100m不到的高层建筑(超过100m称之为超高层建筑),其引起的偏移量最大要达到近20cm。超高层建筑的偏移量还要大。这种摇晃并没有低层建筑在地震等灾害引起的建筑摇晃那么危险,这是高程建筑工程所允许的,并不会造成断裂倒塌等危险.
我想似乎可以用一个例子理解,如果把一幢20米高的建筑比作一根10cm长,直径为8mm的钢筋,一幢100米高层建筑则相应地可看作50cm长的钢筋,如果把这两根钢筋的一头固定在地上,另一头施加力,那么一定是长的钢筋更容易弯曲

其实仅靠飞机本身的冲撞和爆炸并不足以直接摧毁整座大楼,据说其撞击力还不到大楼极限承受力的1/4,而且撞击只是局部,大楼的剩余部分基本保持完好,仍然能够提供足够的支撑,还不至于因此而垮塌。


世贸中心密集的钢结构
但是飞机携带的数千加仑航空燃油由于撞击而泄漏,并且流入了大楼多个楼层和管道井中,引发了大火,而楼内的消防系统对此无能为力,在由内而外的高温持续炙烤之下,大楼的钢结构开始软化,强度逐渐下降,而钢又是热的优良导体,所以火灾的影响范围绝不仅限于局部。

一般普通建筑用钢材在300~400℃时,强度就会迅速下降,到500℃左右,其强度就只有正常状态下的40%~50%,而航空燃油在剧烈燃烧时,温度甚至能达到1000℃,要让钢铁变软并不需要完全达到熔点,铁匠打铁时在红热状态下即可进行塑形,发生高温蠕变的钢结构,已经无法再为大楼提供足够的支撑力了。


被冲撞直接破坏的楼层首先塌陷下坠,巨大的冲击载荷瞬间压垮了下部楼层,随着塌落楼层的增加,质量和冲击力在重力作用下层层叠加,冲击载荷越来越大,最终形成了多米诺骨牌效应,压垮了底部楼层的支撑,才导致了无法逆转的垮塌。

山西临汾一男子一脚踹倒了215根河边护栏,也是多米诺骨牌效应的典型体现:


在塌落过程中,由于楼体的强度已经非常脆弱,楼层间巨大的倾轧和碰撞造成了粉碎性破坏,但是“粉碎”只是相对于巨大的世贸大楼而言,在远处看起来无比细小的碎片,实际上可能是长达数米甚至十几米的巨型残骸(比如下文图中挂在德意志银行大厦上的那块)。

所以与其说大楼是被飞机撞塌的,还不如说是被二次事故引发的大火烧塌的。

部分读者貌似对以上解释有点疑惑,打个比方,你可以想象一个大胖子踩在一把摇摇欲坠的小椅子上,如果他站着不动,椅子还能勉强支撑他的重量,但他若在椅子上向下跺脚,体重与冲击力一叠加,就可能让椅子瞬间散架。

先塌落的楼层向下砸在底部楼层上,这个作用就相当于这一跺脚,据估算,遇袭部位以上的楼层重量至少在2万吨以上。