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hello大家好，我是城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)小晟來為大家解答以上問題，建筑抗震阻尼器工作原理，高層建筑的定海神針很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

5月18日，有這樣的一個視頻被刷上了熱搜！

(資料圖片僅供參考)

中午12時3分至13時，深圳賽格廣場大樓出現(xiàn)晃動現(xiàn)象，樓內(nèi)人員開始緊急疏散，盡管現(xiàn)場引導(dǎo)有序，15000人全部安全撤離，并未出現(xiàn)人員傷亡。

這被視為深圳地標(biāo)性的建筑，高達(dá)291.5米的大樓的晃動，除了讓賽格廣場大樓的樓價直接損失了18萬平方米外，還同時讓我們心頭有一個越來越大的疑惑。

如今，世界上的高樓一直不斷向新的高度沖擊，而它們面對的，除了地震外，還經(jīng)常受到大型臺風(fēng)的影響，那這些建筑物怎么才能保證自己不“隨風(fēng)飄蕩”呢？

這就和我們今天要聊的東西密切相關(guān)了

風(fēng)阻尼器

在聊風(fēng)阻尼器前我們先認(rèn)識一下它，阻尼器其實是一個物理名詞，指的是對力進(jìn)行衰減和對能量進(jìn)行消耗，具有緩沖減震的效果，現(xiàn)在我們在阻尼器前面加個風(fēng)，那就好懂一些了，所謂的風(fēng)阻尼器就是高層建筑應(yīng)對建筑物震動，吸收震波的一種裝置。

如果有小伙伴去過高樓頂部

一定會發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，那就是高樓其實并不是巋然不動的，而是高度越高就搖晃得越厲害，不過，先把心放回肚子里，因為這是工程師有意而為之的。

一般來說，在距離地面高度10米處的風(fēng)速達(dá)到5米/秒，在90米的高空，風(fēng)速就會高達(dá)15米/秒，再往上，風(fēng)力也更加強(qiáng)大，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到10米/秒時，大樓就會產(chǎn)生晃動。

那對于高層建筑來說，除了需要“自身硬”的抗風(fēng)抗震結(jié)構(gòu)外，還需要“四兩撥千斤”的能力，風(fēng)阻尼器可是不是隨便就跟著大樓開始搖晃的，而是在搖搖晃晃中化解了風(fēng)險。

要知道，沒有安裝風(fēng)阻尼器的大樓在遇到強(qiáng)風(fēng)時，很有可能面臨的就是——吹折。

因為高空中的風(fēng)力極強(qiáng)，當(dāng)高樓在風(fēng)阻中受到的力也很大，就會產(chǎn)生傾斜，而此時高樓選擇寧折不彎，只會承受越來越大的壓力，最后面臨相當(dāng)嚴(yán)重的后果。

而風(fēng)阻尼器就發(fā)揮了它的用處，最常見的風(fēng)阻尼器是在高層建筑靠上部位的樓層裝的一個大鐵球，而這個大鐵球配置了傳感效應(yīng)，會在臺風(fēng)來襲時檢測建筑物的搖晃程度，然后通過計算機(jī)控制整個裝置，讓阻尼器隨著風(fēng)吹的方向擺動，通過彈簧和液壓裝置來控制阻尼器，能部分抵消大樓的風(fēng)吹震動。

簡單來說，就是在遇到較大風(fēng)力時能減小建筑物的搖晃，在實際的運(yùn)用上，首先要提到的就是臺北101，101大廈設(shè)置有世界最大的風(fēng)阻尼器，其外觀為金色球體，直徑達(dá)5.5米、重680公噸，它不僅為全球最大，也是全球唯一外露式的，可供游客參觀的風(fēng)阻尼器。

臺北101大廈的風(fēng)阻尼器從92層吊下來，像鐘擺一樣抵消臺風(fēng)的風(fēng)力，用巨大的涂壓式活塞緊緊系在大樓結(jié)構(gòu)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(fēng)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(xiàn)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，于是它也吸引了眾多人慕名去參觀。

在2015年8月8日，臺風(fēng)"蘇迪羅"帶來強(qiáng)風(fēng)暴雨，不僅使臺北101大廈以及觀景臺罕見暫停營業(yè)一天，臺北101大樓內(nèi)的防震阻尼器擺動幅度達(dá)100公分之大，擺動幅度創(chuàng)史上最大。

同樣的，作為中國第一高樓的上海大廈也必須解決“隨風(fēng)擺動”這一問題，總高達(dá)到632米的上海大廈，在多方面的設(shè)計都考慮了地震和大風(fēng)導(dǎo)致的擺動。

首先是它的建筑外形，采用的不是通常超高建筑的多面體或者三角，而是一個扭曲的復(fù)雜曲面形狀，隨高度上升每層扭曲角度接近1度，這樣的設(shè)計能減緩甚至避免脫體渦流的發(fā)生，也就能減緩建筑的晃動。

盡管在外形優(yōu)化后的上海中心大廈將大風(fēng)引起的晃動降到了最低，但架不住其整體迎風(fēng)面積達(dá) 層高太高的因素，因此晃動仍然是不可避免。

此時，風(fēng)阻尼器又發(fā)揮了自己的功力，“上海慧眼”是上海中心大廈的主動抗風(fēng)抗震的阻尼設(shè)計，但很抱歉這只是一個藝術(shù)表現(xiàn)而已，而真正的抗震抗風(fēng)設(shè)計原理并不在此，真正阻尼位置就在“上海慧眼”的下方。

這個主阻尼器的總質(zhì)量達(dá)到了1000噸，安裝位置是在距離地面584米，位于126層的大樓頂部，2019年8月份的“利奇馬”臺風(fēng)襲擊了上海，這場臺風(fēng)的風(fēng)力達(dá)到了12級以上，使位于上海浦東新區(qū)的上海中心大廈也接受了這場臺風(fēng)的洗禮。

大廈中的風(fēng)阻尼器單邊擺動的極限是2米，因為“利奇馬”的影響，風(fēng)阻尼器的單邊擺動已經(jīng)超過了50厘米，瞬間峰值甚至一度達(dá)到了70厘米，創(chuàng)下了上海大廈自啟動以來擺動的最大幅度，足以可見阻尼器的威力。

與上海大廈不同，上海環(huán)球金融中心則是采用了兩個重達(dá)150噸，長寬各有9m的“大家伙”，這兩個風(fēng)阻尼器的外部是3層藍(lán)色的鋼質(zhì)框架，中間桔紅色的是用鋼索懸吊的重100多噸的配重物，這個配重物是與環(huán)球金融中心本身自振頻率相一致的振動體。

在配重物的下面安裝了驅(qū)動裝置，通電后，一旦建筑物因強(qiáng)風(fēng)產(chǎn)生的搖晃可以通過傳感器傳至風(fēng)阻尼器，此時風(fēng)阻尼器的驅(qū)動裝置，會控制配重物的動作進(jìn)而降低建筑物的搖晃程度，使用了這一裝置之后，能把強(qiáng)風(fēng)加在建筑物上的加速度降低40%左右。

這樣一來，即使遭受強(qiáng)風(fēng)襲擊，建筑內(nèi)的人也基本感覺不到建筑物的搖晃。另外，風(fēng)阻尼器也可以降低強(qiáng)震對建筑物，尤其是建筑物頂部的沖擊。

看了這么多正確案例，我們再回到開始的那個事件，既然風(fēng)阻尼器在應(yīng)對強(qiáng)風(fēng)如此有效，那賽格大樓為何還會發(fā)生晃動呢？

經(jīng)過官方調(diào)查結(jié)果確定，賽格大樓并沒有安裝風(fēng)阻尼器，這便一石激起千層浪，細(xì)究起來，應(yīng)該源于當(dāng)時的設(shè)計結(jié)構(gòu)局限，畢竟專業(yè)的結(jié)構(gòu)師都給了賽格大廈不差的評價，所以說當(dāng)時沒有安裝風(fēng)阻尼器應(yīng)該也是充分考慮過的。

但這一次的晃動讓我們不禁產(chǎn)生另一個疑問，現(xiàn)在的賽格大廈還能安裝風(fēng)阻尼器嗎？

實際上風(fēng)阻尼器的安裝和設(shè)計都要與大樓本身的參數(shù)高度匹配才行，它的重量一般在大樓重量的1%左右，如此重物并不是你想安裝就能安裝的，且風(fēng)阻尼器是一個完整的系統(tǒng)，涉及傳感器和自動控制系統(tǒng)。

雖說是否加裝一個確實可能解決此問題，但如何加裝，是否加裝都還是一個值得考量的問題，現(xiàn)在，阻尼器在很多行業(yè)和領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如汽車上安裝阻尼器能有效減少車體的振動，在發(fā)生碰撞時也能在抵消一部分的動能，減少車內(nèi)的晃動，保證人員安全。

后來，才慢慢將阻尼器用于建筑物的減震效能上，風(fēng)阻尼器除了在強(qiáng)風(fēng)來臨時減少樓體晃動，還能在地震時起到一定的作用，它能降低強(qiáng)震對建筑物頂部的沖擊，隨著科技的發(fā)展，風(fēng)阻尼器的使用也將日漸普及。

我們的生活只會越來越安全，也越來越向前！

本文就為大家講解到這里，希望對大家有所幫助。