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摩天大厦里的“定风丹”

(来源:网站编辑 2020-06-11 09:03)

  2019年的“风王”——超级台风“利奇马”于8月10日在浙江登陆,16级的大风令人谈之色变,但人们更对高耸的摩天大楼表示担忧。有没有像《西游记》里灵吉菩萨送给孙悟空的“定风丹”那樣的宝贝,可以阻挡狂风的肆虐呢?真的有!


  为抵御狂风的侵袭,超高层建筑物不但要有高强度的结构和减少风阻的外形设计,还要安装“定风丹”——调谐质量阻尼器。调谐质量阻尼器分为悬吊式和支撑式,目前一般采用悬吊式,它的原理并不复杂,就是我们熟知的单摆。调谐就是单摆的周期和结构的周期基本相同,质量就是单摆线下悬挂的重物,阻尼就是妨碍主体运动的力量。因为调谐质量阻尼器的运动总是会滞后,所以当超高建筑物在狂风中摇摆不定时,单摆会一直向相反的方向拉,这样就减少了建筑物的晃动,提升了安全性和舒适性,而且这种反方向的拉力是自发性的,不需要任何外力控制。
  随着科技的发展,越来越多的超高建筑物开始采用这种调谐质量阻尼器,例如广州塔、台北101大楼、上海环球金融中心等。上海中心大厦的调谐质量阻尼器无疑是目前世界上最前沿的技术,它首次利用电磁原理,采用了电涡流摆式调谐质量阻尼器。阻尼器整个系统位于大厦的125层和126层,由质量块、吊索、阻尼系统和主体结构保护系统四部分组成,质量块和吊索构成了一个巨大的复摆,与主体结构产生共振,消除建筑的晃动。质量块重量可达1000吨,由12根25米长的钢索吊住,成为世界之最。
  有了“定风丹”——调谐质量阻尼器,摩天大厦就可以任尔东南西北风,我自岿然不动安如山!

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