فن العمارة نظام مقاومة الرياح في ناطحات السحاب

فن العمارة نظام مقاومة الرياح في ناطحات السحاب


تعتبر الاضطرابات الاعصارية التي تتعرض لها ناطحات السحاب أخطر الأعداء التي يواجهها المهندسون والتي تتفوق في خطورتها على الاهتزازات الزلزالية الناتجة عن الهزات الأرضية العنيفة .

والسؤال هنا :
كيف تتم عملية إضعاف الأعاصير الريحية المتولدة والتي تهدد استقرار ناطحات السحاب ؟

سنقوم بالتعرف على إحدى الطرق التي اتبعتها شركة تاكيناكا ( Takenaka Corp )،
في تصميمها لناطحة السحاب اليابانية الشهيرة برج الهونوليك ( HolonicTower )

يمتلك معهد الأبحاث والتطوير في تاكيناتا قناة اختبارية للأعاصير الريحية والتي تحتوي على قناتين ضخمتين لتمرير الرياح بسرعة قصوى تبلغ من (40 -20 )متر/ثانية .

يتم ضمن هذا المختبر المماثل للواقع الخارجي الطبيعي الى حد بعيد سوى أنه مصغر بشكل كبير جدا عن الواقع لذلك يتم بناء نموذج مصغر من المبنى المراد دراسته وهنا برج الهونوليك ( Holonic Tower )،
ويتم قياس وحساب الأحمال الريحية والاستجابات الديناميكية للبناء الناتجة عن هذه الأحمال المتغيرة .




إن قوى الرفع المتعاقبة التي تسببها الأعاصير تعد كبيرة جدا بالنسبة للأبنية ذات المقطع المربع الشكل في المسقط الأفقي كما في الصورة .
وبزيادة سرعة الرياح ،
تزداد شدة الاضطرابات في الأعاصير على طول خط تأثير الرياح .



علاوة على ذلك ،
باستمرار الاهتزازات التي يتعرض لها المبنى واستمرار تولد الاضطرابات الإعصارية المتزامنة معها ،
تقوم الاضطرابات الناشئة عن الأعاصير بتوليد اضطرابات ريحية ناشئة من الاضطرابات الأولية نفسها .

بالاعتماد على تجارب القنوات الريحية الاختبارية ،
بينت الدراسات والتجارب ضرورة التخلص من الزوايا الحادة في الشكل المواجه للريح وذلك بإجراء عملية قص أو جعلها أكثر دائرية ،
وهذه العملية من شأنها التقليل من قوة الرفع ومن عمليات تشكل الأعاصير الريحية التي تنشأ عند الحروف الحادة وبالتالي تقليل الاضطرابات الاعصارية التي تزيد من الاهتزازات الديناميكية التي تضر بثبات واستقرار المبنى .