上海中心的阻尼器有节奏地摆动 上海慧眼 靠什么削减晃动——上海热线侬好频道

    如何削减晃动
    阻尼是一个物理学名词，指的是力的衰减和能量的耗散，有缓冲的意思。阻尼器是一种提供运动的阻力以达到耗减运动能量的装置。上海理工大学物理系副教授、中国人工智能学会科普工作委员会委员田伟介绍，阻尼器的主要部分是由钢索悬吊的百吨级的配重物体，一般悬挂在300米以上。当强风来袭时，该装置使用传感器来探测风力大小和建筑物的摇晃程度，并通过计算机经由弹簧、液压装置来控制配重物体向反方向运动，降低建筑物的摇晃程度。在航天、航空、军工、机械等行业中早已应用各种各样的阻尼器（或减震器）来减震消能。从20世纪70年代后，人们开始逐步把这些技术转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。
    “阻尼器的运作原理就像身处摇晃的‘网红桥’（吊桥）上的人，将身体朝‘网红桥’晃动的反方向移动取得平衡。”田伟解释，如果强风从某个方向刮来，配重物就好比一个巨大的“钟摆”摆向风吹来的方向，使风阻尼器产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。使用这一装置，能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右，即使遭受强风袭击，建筑内的人也基本感觉不到建筑物的摇晃。
    “上海慧眼”创新技术
    田伟介绍，上海中心大厦首次采用电涡流调谐质量阻尼器，这也是我国一项创新技术，能将大风作用在楼宇上的机械能，通过阻尼系统，最终转化为热能消散，提升大楼内的舒适度。
    上海中心大厦的阻尼器位于大厦125层，又被称为“上海慧眼”，它由配重物和吊索构成，类似巨型复摆。这是一个重达1000吨的风阻尼器，是目前世界上最重的阻尼器，重量约占大厦的0.118%。这个巨大的阻尼器由12根钢索吊在大厦内部，每根钢索都长达25米。“上海慧眼”被安装在大厦的倒数第三和第四层，距离地面583米。
    根据上海中心大厦施工方上海建工提供的数据，这种阻尼器可以降低风致峰值加速度，降低的幅度超过43%，可以令大厦内90%的人感受到较大的舒适度。上海理工大学环境与建筑学院高级工程师徐建设表示，如果不安装阻尼器，那么瞬时加速度大，人就感觉到晃动，会感觉眩晕，舒适度便会下降。
    上海中心大厦阻尼器单边摆幅的极限是1米。2019年台风“利奇马”影响期间，阻尼器单边摆幅超过50厘米，瞬时峰值一度达到70厘米，摆幅创下上海中心大厦启用以来的最大纪录。此次受台风“烟花”的影响，该阻尼器的摆幅未超过“利奇马”的影响摆幅。
    是不是高楼都要装
    既然阻尼器可以削减大楼晃动，是不是超高层建筑都要装？专家表示，超高层抗风抗震主要依靠大楼结构和外形设计，需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”，一方面削减晃动、优化体验、提高大楼品质；另一方面，增加结构的耐久性。根据我国相关规范，没有强制大楼安装阻尼器。田伟介绍，一般来说，建筑物高度超过300米，就应安装阻尼器了。
    阻尼器有不同的类型。例如，有的国家多地震，设计的阻尼器更多考虑抗震效果。上海多台风，设计的阻尼器更多考虑抗风效果，也叫风阻尼器。我国首个大型风阻尼器安装于台北101大厦，它曾是世界上最大的风阻尼器，也是全球第一个作为游览景点开放的此类设施。在高楼林立的上海，装有阻尼器的摩天大楼共有两栋：上海中心大厦和环球金融中心。
    来源：上观
本文来源：上海热线综合 作者： 责任编辑：程丹妮

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