强风来袭,“镇楼神器”守护中国第一高楼

2021-10-21 12:49央广网上观新闻
发明与创新·大科技 2021年8期
关键词:阻尼器舒适度高楼

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今年第6号台风“烟花”来势汹汹。7月25日,“烟花”逼近上海,全市普降大雨,黄浦江两岸更是狂风暴雨。此时最令人担忧的往往是高楼大厦。然而,有着中国第一高楼之称的上海中心大厦,却稳如泰山。

据了解,这是位于大厦上堪称“镇楼神器”的阻尼器发挥出特殊作用,给这座摩天大楼进行了减振。

“上海慧眼”创新技术

上海中心大厦的高度达632米,共128层。上海中心大厦的上层部分,要承受每秒数十米大风的袭击。尤其当台风来袭,上海中心大厦会出现大幅度晃动,最大幅度可达1.4米。有人不禁要问,一栋这么高的楼左右摇摆1.4米,不会倒吗?

上海理工大学物理系副教授、中国人工智能学会科普工作委员会委员田伟介绍,上海中心大厦之所以稳如泰山,在于该大厦首次采用了电涡流调谐质量阻尼器,这是我国一项创新技术,能将大风作用在楼宇上的机械能,通过阻尼系统,最终转化为热能消散,提升大楼内的舒适度。

该阻尼器位于上海中心大厦125层,又被称为“上海慧眼”,它由配重物和吊索构成,类似巨型复摆,是目前世界上最重的阻尼器,重量约占大厦的0.118%。这个巨大的阻尼器由12根钢索吊在大厦内部,每根钢索都长达25米。

上海中心大廈施工方提供的数据称,这种阻尼器可以降低风致峰值加速度,降低的幅度超过43%,可以令大厦内90%的人感受到较大的舒适度。上海理工大学环境与建筑学院高级工程师徐建设表示,如果不安装阻尼器,那么瞬时加速度大,人就感觉到晃动,会感觉眩晕,舒适度便会下降。

上海中心大厦阻尼器单边摆幅的极限是1米。2019年台风“利奇马”影响期间,阻尼器单边摆幅超过50厘米,瞬时峰值一度达到70厘米,摆幅创下上海中心大厦启用以来的最大纪录。此次受台风“烟花”的影响,该阻尼器的摆幅未超过“利奇马”的影响摆幅。

并非所有高楼都要安装

阻尼器这么“稳”,那么,每栋大楼里都有吗?并不是。

专家表示,超高层抗风抗震主要依靠大楼结构和外形设计,需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”,一方面削减晃动、优化体验、提高大楼品质;另一方面,增加结构的耐久性。根据我国相关规范,没有强制大楼安装阻尼器。

常见的二三十层的居民楼较少安装阻尼器,阻尼器更多地是安装在高度超过200米的建筑中。我国首个大型风阻尼器安装于台北101大厦,它曾是世界上最大的风阻尼器,也是全球第一个作为游览景点开放的此类设施。

工程结构与抗震隔震减震控制专家、中国工程院院士周福霖指出,此项技术目前尚处于初级阶段。虽然,我国目前的阻尼器技术基本与国外发达国家并跑,但未来还需不断提高它的效果、效益,更新材料,提高其耐久性、减震效果等。(据央广网、上观新闻)

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