江南
2019年的“風(fēng)王”——超級臺風(fēng)“利奇馬”于8月10日在浙江登陸,16級的大風(fēng)令人談之色變,但人們更對高聳的摩天大樓表示擔(dān)憂。有沒有像《西游記》里靈吉菩薩送給孫悟空的“定風(fēng)丹”那樣的寶貝,可以阻擋狂風(fēng)的肆虐呢?真的有!
為抵御狂風(fēng)的侵襲,超高層建筑物不但要有高強度的結(jié)構(gòu)和減少風(fēng)阻的外形設(shè)計,還要安裝“定風(fēng)丹”——調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器分為懸吊式和支撐式,目前一般采用懸吊式,它的原理并不復(fù)雜,就是我們熟知的單擺。調(diào)諧就是單擺的周期和結(jié)構(gòu)的周期基本相同,質(zhì)量就是單擺線下懸掛的重物,阻尼就是妨礙主體運動的力量。因為調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的運動總是會滯后,所以當(dāng)超高建筑物在狂風(fēng)中搖擺不定時,單擺會一直向相反的方向拉,這樣就減少了建筑物的晃動,提升了安全性和舒適性,而且這種反方向的拉力是自發(fā)性的,不需要任何外力控制。
隨著科技的發(fā)展,越來越多的超高建筑物開始采用這種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,例如廣州塔、臺北101大樓、上海環(huán)球金融中心等。上海中心大廈的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器無疑是目前世界上最前沿的技術(shù),它首次利用電磁原理,采用了電渦流擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。阻尼器整個系統(tǒng)位于大廈的125層和126層,由質(zhì)量塊、吊索、阻尼系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)保護系統(tǒng)四部分組成,質(zhì)量塊和吊索構(gòu)成了一個巨大的復(fù)擺,與主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振,消除建筑的晃動。質(zhì)量塊重量可達1000噸,由12根25米長的鋼索吊住,成為世界之最。
有了“定風(fēng)丹”——調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,摩天大廈就可以任爾東南西北風(fēng),我自巋然不動安如山!