臺風吹不倒摩天大廈的秘密

江南

2019年的“風王”—— 超級臺風“利奇馬”于8月10日在浙江登陸，16級的大風令人談之色變，但人們更對高聳的摩天大樓表示擔憂。有沒有像《西游記》里靈吉菩薩送給孫悟空的“定風丹”那樣的寶貝，可以阻擋狂風的肆虐呢？答案是真的有！

為抵御狂風的侵襲，超高層建筑物不但要有高強度的結構和減少風阻的外形設計，還要安裝“定風丹”——調諧質量阻尼器。調諧質量阻尼器分為懸吊式和支撐式，目前一般采用懸吊式，它的原理并不復雜，就是我們熟知的單擺。調諧就是單擺的周期和結構的周期基本相同，質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。因為調諧質量阻尼器的運動總是會滯后，所以當超高建筑物在狂風中搖擺不定時，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性的，不需要任何外力控制。

隨著科技的發展，越來越多的超高建筑物開始采用這種調諧質量阻尼器，例如廣州塔、臺北101大樓、上海環球金融中心等。上海中心大廈的調諧質量阻尼器是目前世界上最前沿的技術，它首次利用電磁原理，采用了電渦流擺式調諧質量阻尼器。阻尼器整個系統位于大廈的125層和126層，由質量塊、吊索、阻尼系統和主體結構保護系統四部分組成，質量塊和吊索構成了一個巨大的復擺，與主體結構產生共振，消除建筑的晃動。質量塊重量可達1000噸，由12根25米長的鋼索吊住，成為世界之最。

有了“定風丹”——調諧質量阻尼器，摩天大廈就可以任爾東南西北風，我自巋然不動安如山！