Как ученые исследуют устойчивость небоскребов к ураганам?

В лаборатории Московского государственного строительного университета находится одна из трех аэродинамических труб архитектурно-строительного типа в России, которая позволяет исследовать, как ветер воздействует на высотные здания. С помощью трубы можно смоделировать поток ветра силой до 32 метров в секунду, чтобы определить ветровую нагрузку для любых типов и форм построек.



Ветровые и снеговые нагрузки — ключевые факторы, которые нужно учитывать при проектировании высоких зданий.
Большая Исследовательская Градиентная Аэродинамическая Труба, известная под аббревиатурой БИГАТ, позволяет проводить комплексные исследования ветровых и снеговых нагрузок на уникальные сооружения, такие как небоскребы, мосты и другие объекты с нестандартными архитектурными решениями. Правильный расчет ветровых нагрузок позволяет избежать серьезных проблем в эксплуатации зданий в дальнейшем, гарантировать их устойчивость и безопасность на протяжении многих лет.

Особое внимание лаборатории уделено так называемым «нестандартным» объектам: сооружениям с нетипичной геометрией или условиями сложного рельефа. Это гостиницы с необычными архитектурными формами, спортивные комплексы, павильоны и выставочные центры, а также здания, которые возводятся в горной местности.

За последнее время в аэродинамической трубе было исследовано более 100 зданий и сооружений, в том числе здание Национального космического центра высотой 288 метров и павильон Росатома на ВДХН.
Помимо испытаний зданий, труба используется для оценки устойчивости мостов. Например, большепролетные мосты подвержены аэродинамической неустойчивости, которая может привести к резонансным колебаниям и даже обрушению при сильном ветре.


«Здесь работают специалисты, которые глубоко разбираются в фундаментальных законах аэродинамики и знают, как проводить соответствующие исследования. Это люди, которые понимают и особенности строительства, что создает редкий и ценный набор навыков», — рассказывает руководитель лаборатории, профессор НИУ МГСУ Ольга Поддаева.


Как испытывают высотные здания в аэродинамической трубе
Аэродинамическая труба представляет собой сложную конструкцию, где можно смоделировать поток воздуха, соответствующий условиям площадки строительства. Важно также правильно его направить на тестируемый объект. Для этого предусмотрен поворотный стол, куда устанавливаются модели зданий. Объект поворачивается на 360 градусов, чтобы учитывалось влияние ветра со всех возможных направлений. В результате получается точно оценить, как макет будет вести себя в условиях реального ветрового воздействия.

Такой подход позволяет создать максимально приближенные к реальным условия испытания.
«На сегодняшний день достичь результатов, которые действительно удовлетворят и проектную организацию, и экспертизу, можно только через проведение экспериментов в аэродинамической трубе, дополненных при необходимости численным моделированием», — подчеркивает Ольга Поддаева.

Испытания, проводимые в аэродинамической трубе, обязательны для обеспечения максимальной безопасности всех высотных сооружений.

Источник