如今到處高樓林立。當(dāng)你在摩天大樓里工作、生活時(shí)，有沒有想過甚至擔(dān)心過，如果遭遇臺(tái)風(fēng)或者地震，這么高的大樓會(huì)不會(huì)有危險(xiǎn)？建筑師早就考慮到了。在高層建筑的設(shè)計(jì)中，建筑師會(huì)采取一些形體設(shè)計(jì)策略，緩解高層風(fēng)帶來的不利影響。不過今天我們要介紹的是現(xiàn)在摩天大樓里廣泛應(yīng)用的“定樓神球”。
一般來說，在正常的風(fēng)壓狀態(tài)下，距地面高度為10米處，如風(fēng)速為5米/秒，那么在90米的高空，風(fēng)速可達(dá)到15米/秒。若高達(dá)300-400米，風(fēng)力將更加強(qiáng)大，即風(fēng)速達(dá)到30米/秒以上時(shí)，摩天大樓會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)。
要確保安全，還必須考慮居住上的舒適性，在遇較大風(fēng)力或地震時(shí)能減小建筑物的搖晃。故此，被譽(yù)為“定樓神球”的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器廣泛應(yīng)用開來。
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器 (Tuned Mass Damper，簡(jiǎn)稱TMD，咳咳，別想歪了……），是超高層建筑應(yīng)對(duì)風(fēng)致振動(dòng)，在強(qiáng)風(fēng)時(shí)降低加速度響應(yīng)、降低大樓晃動(dòng)幅度，提高建筑內(nèi)部人員舒適度的一種裝置。一般由幾百上千噸的質(zhì)量塊、吊索、常規(guī)阻尼器、限位阻尼器組成。
一旦建筑物因強(qiáng)風(fēng)產(chǎn)生的搖晃可以通過傳感器傳至風(fēng)阻尼器，此時(shí)風(fēng)阻尼器的驅(qū)動(dòng)裝置會(huì)控制配重物的動(dòng)作進(jìn)而降低建筑物的搖晃程度。通過引入風(fēng)阻尼器，將能使強(qiáng)風(fēng)時(shí)加在建筑物上的加速度（重力）降低40%左右。另外，風(fēng)阻尼器也可以降低強(qiáng)震對(duì)建筑物，尤其是建筑物頂部的沖擊。
簡(jiǎn)單的說就是一般的摩天大樓都會(huì)在有風(fēng)的情況下?lián)u晃，這個(gè)裝置就是減輕摩天大樓產(chǎn)生的晃動(dòng)。
例如，紐約世貿(mào)中心在春季刮風(fēng)時(shí)，通常搖晃偏離中心15-30厘米；在強(qiáng)颶風(fēng)作用下，位移可達(dá)1米。設(shè)計(jì)按最大風(fēng)力下的最大偏離為1.2米。芝加哥西爾斯大廈在大風(fēng)情況下，最大偏離中心可達(dá)1.8米，據(jù)說裝了陀螺平衡裝置后可調(diào)到1.5米。
在中國(guó)第一個(gè)安裝風(fēng)阻尼器的是中國(guó)臺(tái)北的101大廈，中國(guó)臺(tái)北的101大樓是在88-92樓層掛置一個(gè)重達(dá)660噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來減緩建筑物的晃幅。
16根直徑9公分，42米長(zhǎng)的鋼索吊著這只大家伙：
一旦大樓移動(dòng)，阻尼器也跟著動(dòng)，只不過方向相反，就靠這股抵抗力來緩和風(fēng)勢(shì)，活塞讓阻尼器不會(huì)過度擺蕩。
上海第一高樓——上海中心大廈就安裝了一個(gè)我國(guó)自主研發(fā)的電渦流擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器——“ 上?；垩?”：
它被安裝在大廈的第126層，由吊索、質(zhì)量塊、阻尼系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)四個(gè)部分組成，足足有1000多噸重。
上海中心大廈是首次采用電渦流單級(jí)擺TMD，是目前已建成的最大阻尼器，也是電渦流和可變阻尼在被動(dòng)式TMD首次應(yīng)用。
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