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超級高樓上海中心怎樣抵御強(qiáng)風(fēng)威脅

2017.09.16

臺風(fēng)“泰利”幸未直撲上海，卻給我們帶來了大風(fēng)天，也讓市民再次感受了大自然的威力。

　　隨著科技不斷進(jìn)步，如今人們防災(zāi)抗災(zāi)的手段越來越多。此外，一些并不常見的設(shè)施，還會悄悄保駕護(hù)航。眾所周知，越往高處，風(fēng)力越大，超高層建筑受其影響，會產(chǎn)生較明顯的晃動，頂部尤甚。而大風(fēng)來襲時，上海第一高樓——上海中心接近頂層的游客，卻幾乎察覺不出異樣。原來，一座世界上最大的風(fēng)阻尼器，發(fā)揮了“定風(fēng)珠”的作用。
　　阻尼是一個物理學(xué)名詞，指的是力的衰減和能量的耗散，有緩沖的意思。生活中常見的彈簧門便是一例。阻尼緩沖，讓大風(fēng)吹來或大力撞擊時，門不至于“哐”的一聲重重地關(guān)上。
　　超高層建筑的上部，容易受高空風(fēng)力影響，產(chǎn)生隨風(fēng)擺動的情況。據(jù)測算，極端情況下，500米高的建筑物頂部，當(dāng)10級以上大風(fēng)來襲時，其最大位移甚至能超過5至6米！這樣的幅度，足以令人眩暈。因此需要能夠減弱風(fēng)力影響，化解風(fēng)能危害的裝置來保護(hù)樓體、優(yōu)化生活和居住環(huán)境。風(fēng)阻尼器，便應(yīng)運(yùn)而生。
　　我國首個大型風(fēng)阻尼器安裝于中國臺北101大廈，660噸的重量使其一度成為世界上最大的風(fēng)阻尼器，而它也是全球第一個作為游覽景點(diǎn)開放的此類設(shè)施。不久前安裝于上海中心的風(fēng)阻尼器——上?；垩?，則以1000噸的重量刷新了紀(jì)錄，它也被打造成一個集科普和藝術(shù)展演于一體的公共空間，對外開放。
　　
　　風(fēng)阻尼的直觀理解
　　
　　彈性好的鋼球從高處墜落，會來回彈跳多次，最終停在地面。阻尼系數(shù)小。
　　彈性不好的沙包從高處墜落，幾乎沒有反彈，便直接落地。阻尼系數(shù)大。
　　
　　風(fēng)阻尼器的作用一：衰減運(yùn)動和力

　　風(fēng)阻尼器重約數(shù)百噸到一千噸不等，體積較大，一般需占據(jù)二至五層的室內(nèi)空間。它像一個大大的鐘擺，從建筑物頂端懸垂而下。
　　當(dāng)風(fēng)力導(dǎo)致樓體晃動時，作用力通過懸索傳導(dǎo)，使“鐘擺”跟著晃動。
　　由于慣性的作用，“鐘擺”會給樓體一個反方向的“拉力”，從而到達(dá)到降低晃動幅度的效果。
　　
　　風(fēng)阻尼器的作用二：加速能量耗散
　　
　　如果沒有進(jìn)一步措施使“鐘擺”盡快停止晃動，反而會對樓體造成其他次生不良影響。因此，必須加速能量的轉(zhuǎn)換和耗散。
　　
　　風(fēng)阻尼器提高了居住品質(zhì)

　　世界上不少著名的超級高樓，都安裝了風(fēng)阻尼器。從建筑安全角度而言，高樓抗風(fēng)主要由其外形設(shè)計和自身結(jié)構(gòu)來保障。而阻尼的存在，則可以明顯提高樓體的穩(wěn)定性，對有人居住或長時間辦公的超高層大樓來說尤為必要，這也是現(xiàn)代建筑高品質(zhì)和舒適性的重要體現(xiàn)。
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　　手繪設(shè)計：曹俊　葛曉嬋
　　王美杰　楊可欣
　　視頻采制：蔣迪雯　楊可欣
　　王美杰撰　文：馬松

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