臺風(fēng)吹不倒摩天大廈的秘密

江南

2019年的“風(fēng)王”—— 超級臺風(fēng)“利奇馬”于8月10日在浙江登陸，16級的大風(fēng)令人談之色變，但人們更對高聳的摩天大樓表示擔(dān)憂。有沒有像《西游記》里靈吉菩薩送給孫悟空的“定風(fēng)丹”那樣的寶貝，可以阻擋狂風(fēng)的肆虐呢？答案是真的有！

為抵御狂風(fēng)的侵襲，超高層建筑物不但要有高強度的結(jié)構(gòu)和減少風(fēng)阻的外形設(shè)計，還要安裝“定風(fēng)丹”——調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器分為懸吊式和支撐式，目前一般采用懸吊式，它的原理并不復(fù)雜，就是我們熟知的單擺。調(diào)諧就是單擺的周期和結(jié)構(gòu)的周期基本相同，質(zhì)量就是單擺線下懸掛的重物，阻尼就是妨礙主體運動的力量。因為調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的運動總是會滯后，所以當(dāng)超高建筑物在狂風(fēng)中搖擺不定時，單擺會一直向相反的方向拉，這樣就減少了建筑物的晃動，提升了安全性和舒適性，而且這種反方向的拉力是自發(fā)性的，不需要任何外力控制。

隨著科技的發(fā)展，越來越多的超高建筑物開始采用這種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，例如廣州塔、臺北101大樓、上海環(huán)球金融中心等。上海中心大廈的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器是目前世界上最前沿的技術(shù)，它首次利用電磁原理，采用了電渦流擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。阻尼器整個系統(tǒng)位于大廈的125層和126層，由質(zhì)量塊、吊索、阻尼系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)保護系統(tǒng)四部分組成，質(zhì)量塊和吊索構(gòu)成了一個巨大的復(fù)擺，與主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振，消除建筑的晃動。質(zhì)量塊重量可達(dá)1000噸，由12根25米長的鋼索吊住，成為世界之最。

有了“定風(fēng)丹”——調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，摩天大廈就可以任爾東南西北風(fēng)，我自巋然不動安如山！