台風中，上海中心的阻尼器有節奏地擺動

“上海慧眼”靠什麼削減晃動

台風“煙花”來襲，7月25日，上海中心大廈125層的阻尼器有節奏地擺動，以削減台風造成的樓體晃動，保持申城第一高樓的安全。“鎮樓寶器”阻尼器靠什麼削減高層晃動？所有高樓都要裝阻尼器嗎？

如何削減晃動

阻尼是一個物理學名詞，指的是力的衰減和能量的耗散，有緩沖的意思。阻尼器是一種提供運動的阻力以達到耗減運動能量的裝置。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，阻尼器的主要部分是由鋼索懸吊的百噸級的配重物體，一般懸挂在300米以上。當強風來襲時，該裝置使用傳感器來探測風力大小和建筑物的搖晃程度，並通過計算機經由彈簧、液壓裝置來控制配重物體向反方向運動，降低建筑物的搖晃程度。在航天、航空、軍工、機械等行業中早已應用各種各樣的阻尼器（或減震器）來減震消能。從20世紀70年代后，人們開始逐步把這些技術轉用到建筑、橋梁、鐵路等結構工程中。

“阻尼器的運作原理就像身處搖晃的‘網紅橋’（吊橋）上的人，將身體朝‘網紅橋’晃動的反方向移動取得平衡。”田偉解釋，如果強風從某個方向刮來，配重物就好比一個巨大的“鐘擺”擺向風吹來的方向，使風阻尼器產生一種與風向相反的力量，從而化解建筑物的搖晃程度，抵消強風對建筑物的影響。使用這一裝置，能把強風加在建筑物上的加速度降低40%左右，即使遭受強風襲擊，建筑內的人也基本感覺不到建筑物的搖晃。

“上海慧眼”創新技術

上海中心的高度達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。尤其當台風來襲，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，一棟這麼高的樓左右搖擺1.4米，不會倒嗎？

田偉介紹，上海中心大廈首次採用電渦流調諧質量阻尼器，這也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。

上海中心大廈的阻尼器位於大廈125層，又被稱為“上海慧眼”，它由配重物和吊索構成，類似巨型復擺。這是一個重達1000噸的風阻尼器，是目前世界上最重的阻尼器，重量約佔大廈的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。“上海慧眼”被安裝在大廈的倒數第三和第四層，距離地面583米。

根據上海中心大廈施工方上海建工提供的數據，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，那麼瞬時加速度大，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年台風“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。此次受台風“煙花”的影響，該阻尼器的擺幅未超過“利奇馬”的影響擺幅。

是不是高樓都要裝

既然阻尼器可以削減大樓晃動，是不是超高層建筑都要裝？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。田偉介紹，一般來說，建筑物高度超過300米，就應安裝阻尼器了。

阻尼器有不同的類型。例如，有的國家多地震，設計的阻尼器更多考慮抗震效果。上海多台風，設計的阻尼器更多考慮抗風效果，也叫風阻尼器。我國首個大型風阻尼器安裝於台北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。在高樓林立的上海，裝有阻尼器的摩天大樓共有兩棟：上海中心大廈和環球金融中心。

分享讓更多人看到