“鎮(zhèn)樓神器”如何讓摩天大樓在強風中穩(wěn)如泰山

今年第6號臺風“煙花”來勢洶洶。7月25日，“煙花”逼近上海，全市普降大雨，黃浦江兩岸更是狂風暴雨。此時最令人擔憂的往往是高樓大廈。然而，有著中國第一高樓之稱的上海中心大廈，卻穩(wěn)如泰山。記者了解到，這是位于大廈125層上堪稱“鎮(zhèn)樓神器”的阻尼器發(fā)揮出特殊作用，給這座摩天大樓進行了減振。

那么，由我國在國際上首創(chuàng)的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，到底有哪些科學原理？在地震、狂風環(huán)境下，又能夠起到怎樣的作用？

7月29日，記者采訪了相關(guān)專家。

中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院教師丁北斗博士說，超高層建筑高層區(qū)域的風速比地面大5～6級，尤其風速較大時，建筑會產(chǎn)生晃動，使人有眩暈的感覺，也會增加結(jié)構(gòu)疲勞降低建筑物的安全性。

所以，以物理原理和科學辦法調(diào)諧慣性力、減少振動反應(yīng)、降低結(jié)構(gòu)疲勞，是超高層建筑抗震設(shè)計中的重要技術(shù)問題。

記者了解到，目前，安裝在上海中心大廈的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，當強風來襲時，裝置使用傳感器，既能夠探測風力大小和建筑物的搖晃程度，又可通過計算機經(jīng)由彈簧、液壓裝置來控制配重物體向反方向運動，從而降低建筑物搖晃程度。

該大廈使用的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其設(shè)計靈感不僅僅來源于我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的“燭龍之眼”，關(guān)鍵在于我國科技工作者在國際上首先把電渦流和可變阻尼同時在被動式TMD（調(diào)諧質(zhì)量阻尼器）中成功應(yīng)用，從而創(chuàng)制出了摩天大樓應(yīng)對臺風和地震時的“秘密武器”。這既是國際上超高層建筑被動控制技術(shù)的標志性成就，更是我國科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)造、聰明智慧的結(jié)晶。

揚州大學建筑科學與工程學院姜治軍博士說，阻尼器由吊索、質(zhì)量塊、阻尼系統(tǒng)、主體結(jié)構(gòu)保護系統(tǒng)4部分組成，質(zhì)量塊重達1000噸，它由12根長25米的鋼索吊住，是目前世界上最重的擺式阻尼器質(zhì)量塊。

在風荷載或地震作用下，建筑物主體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生晃動，進而帶動阻尼系統(tǒng)的金屬板一起產(chǎn)生振動，從而控制整個樓體的頻率，保持整個建筑的平衡。

（摘自《科技日報》7.30）