摩天大楼顶部阻尼器（什么是风阻尼器）

2015年超强台风“苏迪罗”带来强风豪雨

不仅台北101大楼以及观景台罕见暂停营业一天

台北101大楼内的调谐质量阻尼器摆动幅度甚至达到100厘米

创下了当时史上摆动幅度最大的记录

而高达500米的台北101之所以能稳若泰山

靠的就是调谐质量阻尼器这个“镇楼神器”

——调谐质量阻尼器又称风阻尼器

作用可以用一句话来概括就是减震

这是一种几乎所有摩天大楼都必备的组件

因为风阻尼器能够在很大程度上减少大楼遭受的来自狂风的作用力

尽管台北101大楼的阻尼器晃动幅度创纪录

但仍属安全范围内

台北101大楼运营部指出

101大楼拥有的风阻尼器最大摆幅可达正负150cm

且这是当时全世界最大的风阻尼器

自92楼悬挂至87楼

用来平衡大楼左右摇晃

根据实验计算可减少大楼约40%的晃动幅度

假如在距地面10米处的地方风速为每秒5米

那么在90米的高空中

风速可能会急速上升 可以轻松达到每秒15米

若高度持续升高

在升到300-400米时

它会变得更加暴躁 速度可达每秒30米

这时摩天大楼就会开始晃动

因此对于高度动辄在300米以上的摩天大楼

在面对极端天气如台风 飓风时

简直就是在挑战自身的抗风能力极限

春季刮风时

美国纽约世贸中心大楼的寻常摇摆幅度为15-30厘米

但要是在强飓风作用下晃动的幅度便会大幅增加

有时甚至能够达到1米之多

而大楼设计师透露

世贸中心大楼能承受的最大偏离距离为1.2米

我们要是在刮飓风或地震时站在高楼上

那场面想想会怎样

大楼产生的剧烈摇晃

恐怕要让你双腿发抖 头晕目眩

连正常站立都十分困难

超高层摩天大楼由于本身高度过高

非常容易形成共振

底层晃动一厘米

楼顶就有可能要晃动一米

要想解决这个问题

就得靠被称为“定楼神器”的风阻尼器了

风阻尼器的结构并不复杂

由钢板 钢索和阻尼器等组成

它一般情况下悬挂在大楼的顶部

由16根9厘米粗

42米长的钢索吊着

一旦强风来袭

风阻尼器中的传感器

能够大概探测出风力大小

和建筑物的摇晃程度

然后把这些数据打包统一传给专用计算机

计算机便开始控制钢索把大球往反方向拉

以此来减轻建筑物的摇晃

简单一点来说的话

就是风往哪边吹

大球就往哪边拉

保证大楼的摇晃幅度尽可能地减少

各位观众朋友可别小看了这个装置

它是摩天大楼真正的“安全卫士”

在强风来临时

只有阻尼器能够给你带来强烈的安心感

不过可能很多观众就要问了

这一个个隐匿在高楼大厦里的大家伙

为什么都装在大楼的顶部呢

为何不学习学习台北101

把他安装在大楼内部

还可以当做是一个观光项目

如果把它们安装在大楼的底部或者中部

对保卫大楼的安全来说是不是更好呢

知道答案的观众朋友

可以在评论区发言讨论噢

俗话说“高处不胜寒”

其实高处更不胜风

当台风 飓风来袭

地面上的车辆都有可能被吹走

可以想象一下高楼大厦要面对多么强的作用力

耸立入云端的高楼大厦能够安然无恙

除了在高层安装风阻尼器

还有什么方法可以确保大楼的稳固呢

答案其实在不少观众的意料之中

那就是改变高层建筑的外观

其实 世界各国都有造型千奇百怪的高楼

它们会被设计成这样可不仅仅只是为了博眼球

还有一个更重要的作用

尽可能增强抗风能力

一 扭转形体

上海中心大厦采用了“扭转形体”的设计

在抗风能力上是个“经典之作”

该项目设计单位以圆润而略扭曲的形体

不仅使大楼具有动态的美感

还减少了高达24%的风对大楼的冲击

二 台阶状形体

台阶状形体的设计也称作

“退台设计”

顾名思义 就是随着大楼高度的升高

大楼会呈上窄下宽的“塔状”

这种设计可以减少吹向楼体后下行的风

从而减少风对地面的压力

修建耗资至少10亿美元的

迪拜塔就采用了这种设计

三 建筑边角圆润化

诺曼·福斯特设计的瑞士再保险塔

形状很像子弹

大楼整体几乎没有尖锐的外观

边缘圆润光滑

风经过时直接沿着它圆溜溜的身体就溜走了

从而减少了风对大楼的作用力

也可以提高大楼整体的抗风能力

从事实角度出发

风阻尼器的“大钢球”体重非常高

通常能重达500吨以上

有些大楼的设计者还突发奇想

把大钢球替换成了等重的消防水箱

平时吹风时可以充当阻尼器

如果一旦发生特殊情况

还可以拿来紧急灭火

我们不妨设想一下

如果大楼在狂风天出现内部起火险情

那这个消防水箱阻尼器

算不算新时代的电车难题呢

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