7 月 11 日,一则令人瞩目的消息传来:地处上海浦东陆家嘴的中国第一高楼 ——632 米高的上海中心大厦,也感受到了台风 “巴威” 的威力。下午 4 时左右,大厦 583 米处的 “镇楼神器”—— 千吨阻尼器出现明显摆动。这一现象,不仅让大众关注到台风对超高层建筑的影响,更揭开了超高层建筑抗震设计的神秘面纱。
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高层和超高层建筑由于其高度优势,容易受到高空风速的影响而产生晃动。这种晃动可不是小事,它不仅会增加建筑结构的疲劳度,降低建筑物的安全性,还会让高层住户产生明显的眩晕感,影响居住体验。想象一下,住在几百米的高空,房子却像摇篮一样晃动,那得多让人不安!因此,如何利用物理原理减少振动反应、降低结构疲劳,成为超高层建筑抗震设计中的关键技术问题。而阻尼器,就是解决这一问题的 “秘密武器” 之一。
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当大楼在强风作用下开始摆动时,阻尼器就会发挥神奇的作用。它通过产生反向运动,来抵消大楼的摆动,利用自身庞大的重量对抗风力对建筑物的影响,从而减缓大楼的晃动。就好像有一只无形的大手,在大楼晃动时用力拉住它,让它保持稳定。
上海中心大厦采用的是更为先进的 “电涡流摆设式调谐质量阻尼器”,其核心部件重达 1000 吨,由 12 根长 25 米的钢索吊住,堪称目前世界上最重的摆式阻尼器质量块。它的工作原理也十分巧妙:当永磁体形成的磁场与质量块一起摆动时,会与其下方固定的导体产生相对运动,进而在导体中产生电涡流。而电涡流切割磁力线时,会产生与导体或磁场运动方向相反的阻力,实现减震耗能的目的。
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电涡流阻尼器拥有众多优点,响应灵敏度高,能够迅速对大楼的晃动做出反应;耐久性强,可长时间稳定工作;还能实现变阻尼,根据不同的风力情况灵活调整阻尼大小;并且维护成本低,为大楼的长期稳定运行提供了有力保障。值得骄傲的是,上海中心大厦使用的电磁涡流阻尼器是我国自主研发的成果,在世界所有超高层建筑减震阻尼器类型中属于首创性技术运用,彰显了我国在建筑科技领域的强大实力。
台风 “巴威” 让上海中心大厦的 “镇楼神器” 一展身手,也让我们看到了科技在建筑领域的神奇力量。在大自然的狂风面前,人类凭借智慧和创新,让超高层建筑在晃动中依然稳固。你还知道哪些超高层建筑的独特设计呢?欢迎在评论区分享你的发现。
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