标题:台风来了,上海中心1000吨大铁块自动摆动?真相惊人
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小峡
台风“巴威”尚未正式登陆的时候,上海中心大厦顶楼的那个重达1000吨的大家伙就自己开始晃动起来了。很多网友在看到这个视频之后,第一反应往往就是:难道大楼要坍塌了吗?
其实不用慌张,这种情况实际上是大楼在运用一种“自救”机制。台风的外围环流会覆盖几百公里的范围,上海沿海地区以及长江口一带已经刮起了9到11级的大风。
相对而言,越往高处的地方,风力往往就会越大。上海中心大厦的高度达到了632米,楼顶位置的风速相对地面来说会高出好几倍。高楼周围的空气流动会变得较为混乱,形成一些小型的漩涡,这些气流会把大楼吹得来回摆动。
在这个时刻,那个重达1000吨的阻尼器就上场了,它并不是一个普通的铁块,而是一个拥有智能特性的摆锤装置。
相当多的人往往会认为,阻尼器是凭借自身的重量来硬压住大楼的,但这种想法完全不正确。
它实际上是一个被钢索悬吊起来的巨大质量块。当大楼往左侧方向晃动时,它由于惯性作用会往右侧方向摆动,这种情况就像人在摇晃的船上时,会向相反的方向倾斜一样。
这种所谓的“反向摆动”所产生出来的力,是与大楼运动方向相反的,从而能够抵消掉一部分晃动的能量。工程师们提前把阻尼器的频率调整好,让阻尼器和大楼的振动形成一种“错峰”的效果。
这就好比是两个人在一起荡秋千,你推我拉的情况下,谁都难以荡起来。阻尼器所运用的原理正是这样的。
上海中心大厦所运用的并不是普通的阻尼器,而是采用了电涡流阻尼技术,相对而言更为高级一些。
在质量块的下方位置安装了强磁铁,而在磁铁的下方又放置了金属导体。当质量块进行摆动的时候,磁铁与金属之间会发生相对运动,导体内部就会产生出电涡流。
电涡流会进一步产生出磁场,这个磁场反过来会对运动起到阻碍作用。说白了,它就是把大楼晃动时产生的机械能转化成了电能,然后再把电能变成热量消耗掉。
整个工作过程当中不需要用到液压油以及机械摩擦部件,不存在磨损的问题,调节起来也相对方便。它完全是按照一种“被动”的方式在运作——当风力较小时它几乎不会动,风力越大时它的摆动幅度就越大,能够自动进行调节。
那么,这个阻尼器到底能发挥多大的作用呢?答案是非常关键。
从保证大楼结构安全这个方面来看,高层建筑在设计时是允许出现一定程度的位移的,就像竹子弯腰那样不会折断。但如果没有阻尼器的话,当晃动幅度过大时,构件就可能超出它的承载极限。
其次,更为重要的一个方面是人的感受。当大楼晃动时,如果加速度太大,人就容易产生头晕恶心的感觉。这套系统能够把风致峰值加速度降低大约40%的程度,从而让楼内的人感觉相对平稳。
说白了,这个重达1000吨的大家伙就相当于大楼的“定海神针”。在平时它是看不见的,只有台风来了的时候它才会显露身手。
等到下次再看到上海中心大厦的阻尼器进行摆动的时候,大家就不用担心了。它正在默默地保护着大楼以及楼里的人。
你觉得这种技术是不是相对比较神奇呢?一个1000吨的铁块依靠“反方向摆动”这种方式来对抗台风,你之前是否了解过这方面的情况?欢迎在评论区里聊聊你的看法。
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