回到河南郸城县光明北校上千名学生跑步的事件里,先放出结论:基本不会产生跑塌楼,下面给出分析:
首先是学生步伐看似整齐,实际上每层楼的学生跑动的方向都不一样,而且学生跟训练有素的士兵相比,还差得远,所以还达不到引起共振的程度;
其次,即使引起轻微共振,也会被大楼自身吸收,除非是像地震这样强烈的振动引起的共振,一般的振动大楼自身都会吸收,大楼自身结构会产生类似阻尼的效果,好比推秋千撞到海绵上一样;
最后,大楼的固有频率低于吊桥的固有频率,一般4、5层大楼每秒振动1次左右,大型吊桥每秒振动1/6次,而一般人跑步每秒明显不止跨一步。也就是吊桥更容易跟步伐节奏一致。
况且,大楼也不存在损坏现象,综合来看,学生跑步基本不可能损坏大楼,而且大楼本身就设计成跑道,当初设计人员也会考虑到这些问题,进而从设计上杜绝。
三、如何避免共振的危害?以上共振都属于机械共振,而避免机械共振,是每个建筑和桥梁建设时的主要关注点。一般有3种方法。
第一种是针对地震引起的共振,因为地基下的岩床也有固有频率,所以设计时,就不能让楼房固有频率接近下方岩床的固有频率;
否则会出现:一座楼振塌,周围的楼却完好的现象。
第二种是针对风引起的共振,比如高达632米的上海中心大厦,就内置了调谐质量阻尼器,也就是楼上挂一个用计算机控制的大铁球,当大楼被风吹得摆动时,就让大球反向运动,减少大楼摆动幅度;
第三种是建筑本身的结构或连接方式形成的阻尼,也就是物体形变后,更能快速回到原来的形状,比如虎门大桥,因为改变结构造成阻尼等改变,进而产生随风波动的现象。只要恢复结构,共振现象就会改善。