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摩天大楼是如何抵抗地震、台风?

2019-08-15

摩天大楼又叫超高层建筑,当然各地的规定有所不同。不过在世界各个城市都拥有摩天大楼,面对这样的的超高建筑来说,在面临地震台风等情况摩天大楼是怎么样保证大楼的安全的呢?这就不得不说一下调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,简称TMD)了。



这颗类似钟摆的金色巨型球体,是个在全世界都很有名的家伙,大名叫:调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,简称TMD)。

这个阻尼器直径5.5米、重达660吨,是101大楼的镇楼之宝,定楼神球。

高层的阻尼器有很多种实现方式,有利用液体的有利于摩擦的,但大多都是隐藏起来的,像台北101这样把它公开展示于公众面前的很少有。于是它也引起了巨大的兴趣。

↓↓16根直径9公分,42米长的钢索吊着这只大家伙↓↓




阻尼器的原理是在摩天大楼侧面受力时(台风等)阻尼器也会以相应的频率摆动造成相反的作用力,抵消部分大楼的压力。

其中摩天大楼101大厦的吉祥物Damper Baby公仔,设计概念源自于是101的镇楼之宝风阻尼器 (Damper),将这巨型球体拟人化,再把41层实心钢板焊接的环状螺旋循环,变装成公仔身上最亮丽的罗纹上衣,而“1、0、1”数字作为天真无邪的脸部五官,搭配红、金、黑等三种颜色,分别名为“红金宝”、“金有钱”及“黑巧客”等。




上海环球金融中心


除了101大厦之外还有很多大楼有阻尼器,上海环球金融中心在395米的第90层安装了两台风阻尼器,这是我国大陆地区首个使用此类装置的超高层建筑。



这个阻尼器是两个重达150吨、长宽各有9米的大家伙。外部是3层蓝色的钢质框架,中间桔红色的是用钢索悬吊的重100多吨的配重物。配重物下面装有驱动装置,与环球金融中心本身自振频率相一致。通电后,一旦建筑物因强风产生的摇晃可以通过传感器传至风阻尼器,此时风阻尼器的驱动装置会控制配重物的动作,大幅降低环球金融中心由于强风引起的摇晃。

在自然的力量前,人真的很渺小,但渺小的人类制造的这个巨大的调谐质量阻尼器,为摩天大楼的安全做出了巨大贡献。
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