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強風來襲,“鎮樓神器”守護中國第一高樓

2021-10-21 12:49央廣網上觀新聞
發明與創新·大科技 2021年8期
關鍵詞:阻尼器舒適度高樓

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今年第6號臺風“煙花”來勢洶洶。7月25日,“煙花”逼近上海,全市普降大雨,黃浦江兩岸更是狂風暴雨。此時最令人擔憂的往往是高樓大廈。然而,有著中國第一高樓之稱的上海中心大廈,卻穩如泰山。

據了解,這是位于大廈上堪稱“鎮樓神器”的阻尼器發揮出特殊作用,給這座摩天大樓進行了減振。

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上海中心大廈的高度達632米,共128層。上海中心大廈的上層部分,要承受每秒數十米大風的襲擊。尤其當臺風來襲,上海中心大廈會出現大幅度晃動,最大幅度可達1.4米。有人不禁要問,一棟這么高的樓左右搖擺1.4米,不會倒嗎?

上海理工大學物理系副教授、中國人工智能學會科普工作委員會委員田偉介紹,上海中心大廈之所以穩如泰山,在于該大廈首次采用了電渦流調諧質量阻尼器,這是我國一項創新技術,能將大風作用在樓宇上的機械能,通過阻尼系統,最終轉化為熱能消散,提升大樓內的舒適度。

該阻尼器位于上海中心大廈125層,又被稱為“上?;垩邸?,它由配重物和吊索構成,類似巨型復擺,是目前世界上最重的阻尼器,重量約占大廈的0.118%。這個巨大的阻尼器由12根鋼索吊在大廈內部,每根鋼索都長達25米。

上海中心大廈施工方提供的數據稱,這種阻尼器可以降低風致峰值加速度,降低的幅度超過43%,可以令大廈內90%的人感受到較大的舒適度。上海理工大學環境與建筑學院高級工程師徐建設表示,如果不安裝阻尼器,那么瞬時加速度大,人就感覺到晃動,會感覺眩暈,舒適度便會下降。

上海中心大廈阻尼器單邊擺幅的極限是1米。2019年臺風“利奇馬”影響期間,阻尼器單邊擺幅超過50厘米,瞬時峰值一度達到70厘米,擺幅創下上海中心大廈啟用以來的最大紀錄。此次受臺風“煙花”的影響,該阻尼器的擺幅未超過“利奇馬”的影響擺幅。

并非所有高樓都要安裝

阻尼器這么“穩”,那么,每棟大樓里都有嗎?并不是。

專家表示,超高層抗風抗震主要依靠大樓結構和外形設計,需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“錦上添花”,一方面削減晃動、優化體驗、提高大樓品質;另一方面,增加結構的耐久性。根據我國相關規范,沒有強制大樓安裝阻尼器。

常見的二三十層的居民樓較少安裝阻尼器,阻尼器更多地是安裝在高度超過200米的建筑中。我國首個大型風阻尼器安裝于臺北101大廈,它曾是世界上最大的風阻尼器,也是全球第一個作為游覽景點開放的此類設施。

工程結構與抗震隔震減震控制專家、中國工程院院士周福霖指出,此項技術目前尚處于初級階段。雖然,我國目前的阻尼器技術基本與國外發達國家并跑,但未來還需不斷提高它的效果、效益,更新材料,提高其耐久性、減震效果等。(據央廣網、上觀新聞)

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