高層建筑定樓神器之機械結構解析

遠祥

在正常的風壓狀態下，距地面高度為10米處，如果風速為5米/秒，那么在90米的高空，風速可達到15米/秒。若高達300~400米，風力將更加強大，風速達到30米/秒以上時，摩天大樓會產生晃動。

例如紐約世貿中心，在春季刮風時，通常搖晃偏離中心15~30厘米，在強颶風作用下，位移可達1米，設計按最大風力下的最大偏離為1.2米。芝加哥西爾斯大廈在大風情況下最大偏離中心可達1.8米，據說裝了陀螺平衡裝置后可調到1.5米。簡單的說就是一般的摩天大樓都會在有風的情況下搖晃,這個裝置就是減輕摩天大樓產生的晃動。

所以超高層建筑中建筑物結構的設計最為重要。要確保安全，還必須考慮居住上的舒適性，在遇較大風力時能減小建筑物的搖晃。為了降低建筑物振動反應，裝設抗風阻尼器就成了解決的辦法。故此，被譽為"定樓神球"的調諧質量阻尼器廣泛應用開來。

調諧質量阻尼器是超高層建筑應對風致振動，在強風時降低加速度響應、降低大樓晃動幅度，提高建筑內部人員舒適度的一種裝置。一般由幾百上千噸的質量塊、吊索、常規阻尼器、限位阻尼器組成。

簡單的說就是一般的摩天大樓都會在有風的情況下搖晃，阻尼器裝置就是減輕摩天大樓產生的晃動。

01 臺北101大廈

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臺北101大廈(2003年10月竣工)設置有世界最大的風阻尼器，其外觀為金色球體，直徑達5.5米，重680公噸(等于680 000千克)。此風阻尼器不僅為全球最大，也是全球唯一外露式的，可供游客參觀。

臺北101大廈的風阻尼器從92層吊下來，像鐘擺一樣抵消臺風的風力，用巨大的液壓式活塞緊緊系在大樓結構上。

一旦大樓移動，阻尼器也跟著動，只不過方向相反，就靠這股抵抗力緩和風勢，活塞讓阻尼器不會過度擺蕩。

高層的阻尼器有很多種實現方式，但大多都是隱藏起來的，像臺北101大廈這樣把它公開展示于公眾面前的很少有，于是它也引起了巨大的興趣。

↓↓16根直徑9公分，42米長的鋼索吊著這只大家伙↓↓

阻尼器下方則放置了一可限制球體質量塊擺動的緩沖鋼環（Bumper Ring），以及8組水平向防撞油壓式阻尼器（Snubber Damper），一旦質量塊擺動振幅超過1.0m時，質量塊支架下方的筒狀鋼棒（Bumper Pin）就會撞擊緩沖鋼環以減緩質量塊的運動。

風阻尼器可以把風勢造成的大樓搖擺降低至少三分之一，風阻尼器是24小時運轉工作，同時地震儀記錄了每次大樓的搖擺。

02 上海環球金融中心

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2008年8月建成的我國大陸第一高樓--上海環球金融中心，就是安裝了兩臺用來抑制建筑物由于強風引起搖晃的風阻尼器。專家稱，超高層建筑遭遇6級以上強風時，建筑內的人會有輕微搖晃感?？紤]到上海時常遭遇臺風襲擊，因此特別安裝了這樣的風阻尼器。

上海環球金融中心風阻尼器的主要部分是由鋼索懸吊的兩個各重約150噸的配重物體，懸掛在90層(395米處)。當強風來襲時，該裝置使用傳感器來探測風力大小和建筑物的搖晃程度，并通過計算機經由彈簧、液壓裝置來控制配重物體向反方向運動，從而降低建筑物的搖晃程度。

使用了這一裝置之后，能把強風加在建筑物上的加速度降低40%左右，這樣一來，即使遭受強風襲擊，建筑內的人也基本感覺不到建筑物的搖晃。另外，風阻尼器也可以降低強震對建筑物、尤其是建筑物頂部的沖擊。

由于上海環球金融中心為超高層大樓，除依循國內風力設計規范外，還委托加拿大RWDI風洞試驗室研究大樓之風力設計載重。風阻尼器通電后，一旦建筑物因強風產生的搖晃可以通過傳感器傳至風阻尼器，此時風阻尼器的驅動裝置會控制配重物的動作，大幅降低環球金融中心由于強風引起的搖晃。

ahway

沒去101看看，遺憾！

制造商

上海環球金融中心那個風阻尼器控制系統一旦故障能不能帶著樓晃悠？

制造商

記得看過一個紀錄片，阻尼器是立方體配重，上端由繩索懸掛，下端一部分浸泡在泥漿池子里。

未來第一站

聽說上海的也能看。

gongzhiben

神奇啊