广东沿海具有广州、深圳、香港等几大经济体,高楼大厦数不胜数。“山竹”来袭,会否给这些高楼造成致命伤害,甚至倒塌呢?!它们是靠着什么平衡的呢?

高层建筑为什么台风吹不倒(台风来时高层建筑如何减少晃动)(1)

其实在建筑过程中,设计师已经想到了这些问题,并且设计出例如,将建筑边缘圆润化、形体扭转等方法。

但随着现代经济高速发展,摩天大厦的高度逐渐往云层延伸,单从建筑外围设计已经满足不了大厦本身抵抗极端天气的要求。

不过,聪明的建筑师还是想出了目前为止最好的办法。他们认为,解决问题的关键所在,是:一!颗!球!

当然,这不是一颗普通的球。它的名字,叫“风阻尼器”

高层建筑为什么台风吹不倒(台风来时高层建筑如何减少晃动)(2)

一般说,在正常的风压状态下,距地面高度为10米处,如风速为5米/秒,那么在90米的高空,风速可达到15米/秒。若高达300-400米,风力将更加强大,即风速达到30米/秒以上时,摩天大楼会产生晃动。

简单的说就是一般的摩天大楼都会在有风的情况下摇晃,这个装置就是减轻摩天大楼产生的晃动。

减小风力对超高层建筑的影响有许多途径,如可以通过改变建筑物的形状,对风产生干扰作用。最新的技术进展是在超高层建筑设置一种名为“风阻尼器”的装置,能有效地减小强风力对超高层建筑产生的摇晃。风阻尼器的本质就是一套阻尼系统或称消能减振装置。

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进而降低建筑物的摇晃程度。通过引入风阻尼器,将能使强风时加在建筑物上的加速度(重力)降低40%左右。另外,风阻尼器也可以降低强震对建筑物,尤其是建筑物顶部的冲击。

高层建筑为什么台风吹不倒(台风来时高层建筑如何减少晃动)(3)

风阻尼器的主要部分是由钢索悬吊的两个各重约150吨的配重物体,悬挂在90层(395米处)。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,从而降低建筑物的摇晃程度。其运作原理就像身处摇晃小船上的人,将身体朝小船晃动的反方向移动,来取得平衡。如果强风从北面刮来,配重物就好比一个巨大的“钟摆”摆向北面,使风阻尼器会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。使用了这一装置之后,能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右,这样一来,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。另外,风阻尼器也可以降低强震对建筑物、尤其是建筑物顶部的冲击。

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