تسجيل الدخول

تسجيل

اهتزاز المباني العالية (تقنيات مقاومة اهتزاز المباني: كيف تُهدّئ الرياح ناطحات السحاب؟)

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص193

2025-07-20

941

قد يتسبب اصطدام الرياح بمبنى عال في اهتزاز المبنى، وهو أمر قد يثير ضيق سكان المبنى أو حتى غثيانهم وليس من العملي أو الاقتصادي جعل المبنى أكثر صلابة لتقليل التمايل بسبب الرياح. كيف يمكنك أن تُقلّل الاهتزازات إلى مستوى مقبول؟

الجواب: إحدى الطرق لتقليل الاهتزازات هي وضع جهاز مزود بكتلة زنبركية فوق السطح، مع وضع الزنبرك بمحاذاة الاتجاه السائد للرياح. يكون أحد طرفي الزنبرك مُتَّصِلا بالسطح، والطرف الآخر متصلا بكتلة يمكنها التحرك عبر مسار مواز للزنبرك. يتم تعديل التردد الذي تهتز به الكتلة بطبيعة الحال عند طرف الزنبرك إلى أن يتوافق مع التردد الذي يتأرجح به المبنى بشكل طبيعي؛ فعندما يتأرجح المبنى، يتمدد الزنبرك، مما يتسبب في اهتزاز الكتلة بنفس التردد. ورغم ذلك، يتأخر اهتزاز الكتلة عن اهتزاز المبنى ومِن ثُمَّ يكون الاهتزازان في اتجاهين مختلفين تمامًا. على سبيل المثال، عندما يتأرجح المبنى ناحية اليسار، يتأرجح الحائط ناحية اليمين ومن ثم ينحو إلى موازنة تمايل المبنى. بعض المباني مزوّدة بمولد ذبذبة زنبركي مزدوج، بحيث يُوضع مولد ذبذبة فوق الكتلة الخاصة بالمولد الزنبركي الأكبر. يتم تعديل ذبذبات المولد الأصغر باستخدام دائرة إلكترونية ترصد اهتزازات المبنى. تُوجد مبانٍ أخرى مُزوّدة بمولد ذبذبات مائي حيث تتذبذب المياه من جانب الآخر على نحو غير متجانس مع المبنى. ومن أجل تقليل تمايل برجي بتروناس  كوالالمبور ماليزيا، وارتفاعهما 101 طابق (508 أمتار)، وضع بندول بكرة تزن 680 ألف كيلوجرام عند الطابق الثاني والتسعين.