Gdyby nie ta niepozorna kula, wieżowiec Taipei 101 nie byłby taki bezpieczny
Zastanawialiście się kiedyś, jak że potężne wieżowce o wysokości rzędu 500 metrów nie rozpadają się przy pierwszym lepszym trzęsieniu ziemi, czy też pod wpływem silnego, huraganowego wiatru? Otóż w przypadku tajwańskiego wieżowca Taipei 101 zabezpieczeniem jest masywna kula.
Wybudowany w 2004 roku wieżowiec Taipei 101 od podstawy do dachu ma 449 m wysokości. Jeżeli doliczymy do tego umieszczony na szczycie maszt, wysokość rośnie do 509,2 metrów. Liczba w nazwie budynku wskazuje liczbę kondygnacji w budynku, aczkolwiek nie uwzględnia pięciu kondygnacji podziemnych.
Zanim w 1999 roku rozpoczęto budowę wieżowca, inżynierowie musieli w swoich planach uwzględnić fakt, że Tajpej nie jest idealną lokalizacją dla wysokościowców, bowiem miejsce to często nawiedzane jest przez liczne huragany i trzęsienia ziemi. Przygotowanie odpowiednich zabezpieczeń, które pozwolą budynkowi oprzeć się tym żywiołom, zabrało sporo czasu.
Siłą rzeczy, w przypadku wystąpienia silnego trzęsienia ziemi budynek narażony jest na silne naprężenia i wibracje. Zadaniem systemów tłumiących drgania jest zapobieżenie powstaniu oscylacji na tyle silnych, aby mogły one zagrozić integralności strukturalnej budynku.
Tłumik TMD w postaci kuli
Do tłumienia drgań budynku wykorzystano system TMD (ang. tuned mass damper), którego głównym elementem jest masywna, stalowa kula o średnicy 5,5 metra. Owa kula składa się w rzeczywistości z zespawanych ze sobą 41 płyt stalowych, które łącznie osiągają zawrotną masę 728 ton.
Warto tutaj zauważyć, że z uwagi na to, że kula zawieszona jest na stalowych linach przyczepionych na 92 piętrze i długiej na pięć pięter, inżynierowie musieli złożyć ją na miejscu. Wyniesienie bowiem 728-tonowej kuli w całości na wysokość 87 piętra było praktycznie niewykonalne. Stąd wszystkie 41 tworzących kulę płyt zostało osobno wciągniętych na odpowiednią wysokość, a następnie wszystkie zostały ze sobą zespawane.
W przypadku wystąpienia trzęsienia ziemi swobodnie wisząca kula porusza pozostaje nieruchomo, przez co skutecznie tłumi wzbudzone trzęsieniem drgania całego budynku. Symulacje wskazują, że to jedno zabezpieczenie niweluje aż 40 proc. oscylacji.
Przez większość czasu kula zwisa całkowicie nieruchomo, a jej bezwładność sprawia, że chce ona pozostać w jednym i tym samym miejscu. Jej działanie można dostrzec tylko podczas huraganów i trzęsień ziemi. Jak dotąd rekordowe wychylenia względem pozostałej części budynku odnotowano w lipcu 2015 r. kiedy to w Tajwan uderzył tajfun Soudelor. Huraganowy wiatr uderzający w ściany budynku z prędkością ponad 200 km/h sprawiał, że 728-tonowa kula odchylała się o 100 centymetrów w każdą stronę. Maksymalnie kula może się odchylić na ok. 150 cm w każdą stronę, więc zapas był odpowiedni.
Zdjęcie główne: Thanakorn.P
