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2024-08-22
纽约金融巨头贝尔·斯特恩斯的摩天大楼计划
【摘要】：头号敌人在纽约，金融巨头贝尔·斯特恩斯计划在通往最繁忙的大中央车站的铁路上方修建摩天大楼。然而当摩天大楼变得越来越高，甚至如利剑般插入云端，风成了摩天大楼的头号敌人。西尔斯大厦由9座塔楼组成。在那样的高度，风是最让人头疼的事情，工程师集中精力设计出一种降低大风影响的最佳造型。而Burj Dubai大楼宽底座的设计可以防止这种现象的发生。这样一座摩天大楼将使亚洲地区的高层建筑失去它们的优势。
头号敌人
在纽约，金融巨头贝尔·斯特恩斯计划在通往最繁忙的大中央车站的铁路上方修建摩天大楼。建筑工程师们面临着空前的挑战，建造摩天大楼，又不能耽误数百万铁路乘客的旅行。他们把桩打在了轨道之间，解决了这个难题。然而当摩天大楼变得越来越高，甚至如利剑般插入云端，风成了摩天大楼的头号敌人。一阵微风都会使纽约世贸中心塔楼产生偏离中心2米的摆动。
◆当摩天大楼变得越来越高，甚至如利剑般插入云端，风成了摩天大楼的头号敌人◆
速度很快的强风有很大的破坏力。工程师们正借助先进的软件来模拟大楼更大幅度的摆动，以便计算出它的抗风能力。
◆建筑工程师们正借助先进的软件来模拟大楼更大幅度的摆动，以便计算出它的抗风能力◆
另一项独创技术也诞生了，它能有效地减少建筑物在强风中的运动。
美国SOM公司是世界著名建筑设计咨询公司，设计了包括上海浦东金茂大厦、美国西尔斯大厦、吉隆坡双子大楼在内的一系列世界知名建筑．现在他们还担当美国纽约911重建工程的总设计。
在纽约，SOM公司为“兰顿书屋”出版公司建造一座60层高楼。低层是公司的办公区，高层是住宅。工程师们在建筑学上遇到的挑战，就是要找到办法加固暴露在强风中的建筑物上层。
SOM公司设计过许多摩天大楼，包括芝加哥著名的西尔斯大厦。
◆小贴士
西尔斯大厦
西尔斯大厦是位于美国伊利诺州芝加哥的一幢摩天大楼，楼高442米，地上共108层，由建筑师密斯·凡德勒所设计。(www.chuimin.cn)
它是为西尔斯——娄巴克公司建造的，于1973年竣工。西尔斯大厦由9座塔楼组成。它们的钢结构框架焊接在一起，这样有助于减少因其高度所造成的在风中的摇动。所有的塔楼宽度相同，但高度不一。大厦外面的黑色环带巧妙地遮盖了服务性设施区。
西尔斯大厦有110层，一度是世界上最高的办公楼。每天约有1．65万人到这里上班。在第103层有一个供观光者俯瞰全市用的观望台。它距地面412米，天气晴朗时可以看到美国的4个州。◆
在办公大楼最高的第25层，SOM公司的设计者把混凝土的重量转移到钢结构上，从而把重量分担给地基。因为住宅部分的部件和混凝土部件细长而且单薄，会造成摆动。要想抵消摆动的影响，一种办法是强力加固，用大量的混凝土或大量结构加以强化。更好一些的办法是在楼顶放置一个大减振器。他们用的是一个三向的L形水体，水会抵消横向力，减缓风引起的摆动。从减振器的剖面图，可以看到它里面基本上充满了水。当风把它吹向一个方向时，水的振荡开始抵消横向运动，从而使大楼保持稳定。
◆工程师用一个三向的L形水体，水会抵消横向力，减缓风引起的摆动◆
使大楼牢固不仅能降低建筑成本，而且更有益于环境。建筑王国的佼佼者“四季广场”位于时代广场的东南侧。在这里，建筑师们想出了一个办法，既能加固大楼的结构，又可减少所需钢材的数量。“哈特桁架结构”是这座建筑的绿色标志之一。这种结构把大楼的两边连到了一起，从而增强了大楼的抗风能力。大楼建到了这个高度，风速会变得很大。这座大楼大大减少了钢材的使用。毕竟，钢是一种能源消耗很大的材料。
在阿拉伯联合酋长国的迪拜市，高达800米的Burj Dubai大楼将于2008年竣工，它将比目前在吉隆坡的世界最高楼——贝托纳斯大楼高350米。它的设计和高度一样令人叹为观止，因为设计中要考虑到随着高度的增加尽量减少风的影响和为能提供更多的空间而省去坚硬支撑核心的需要。这几乎是个浑然一体的建筑。建设时，建得越高就越不需要提升和核心。这样的造型可以防止在大楼周围产生漩涡，使建筑物在大风中屹立不倒。
在那样的高度，风是最让人头疼的事情，工程师集中精力设计出一种降低大风影响的最佳造型。
如果风在大楼周围产生旋转，它会形成强大的漩涡，接着漩涡又在地面上产生强风。而Burj Dubai大楼宽底座的设计可以防止这种现象的发生。建成后的Burj Dubai大楼将比452米的贝托纳斯大楼高出许多，并且超过加拿大多伦多的CN大楼。
这座摩天大楼在风中的摆动幅度是3米多，这意味着，设计师需要防止电梯的超长钢索不会出现巨大晃动而碰撞，这部电梯可以承载50名乘员。这样一座摩天大楼将使亚洲地区的高层建筑失去它们的优势。在世界10座最高的建筑中，目前亚洲地区就占了7座，其中台北的国际金融中心大厦有101层。
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