明日之子 资讯 阻尼器是什么,阻尼器是什么东西?(风阻尼器是什么?摩天大楼不怕台风,全靠这颗上千吨的大球)

阻尼器是什么,阻尼器是什么东西?(风阻尼器是什么?摩天大楼不怕台风,全靠这颗上千吨的大球)

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阻尼器是什么

阻尼器是什么:阻尼器是什么东西?

阻尼器是一种提供运动阻力和消耗运动能量的装置。在航天、航空、军事工业、枪支、汽车和其他工业中,各种阻尼器(或减震器)已被用于减少振动和耗散能量。阻尼器是一种提供运动阻力和消耗运动能量的装置。众所周知,衰减自由振动的各种摩擦力等障碍物称为阻尼。放置在结构系统上的“特殊”构件可以提供运动阻力,减少运动能量,我们称之为阻尼器。在航天、航空、军事工业、枪支、汽车和其他工业中,各种阻尼器(或减震器)已被用于减少振动和耗散能量。从20世纪70年代开始,人们逐渐将这些技术应用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中,发展非常迅速。尤其是有着50多年历史的液压粘滞阻尼器,在被美国结构工程所接受之前,经历了大量实验、严格审查、反复论证的漫长过程,尤其是地震试验。调质阻尼器为了应对高空强风和台风带来的晃动,在建筑内安装了调谐质量阻尼器(也称“调谐质量阻尼器”)。一个重达660公吨的巨大钢珠悬挂在第88层至第92层,通过摇摆来减缓建筑物的摇晃幅度。根据台北101的标志,这是世界上唯一对游客开放的巨型阻尼器,也是世界上最大的阻尼器。

风阻尼器是什么?摩天大楼不怕台风,全靠这颗上千吨的大球

2021年5月18日,深圳的赛格大厦发生了一件令人恐慌的新闻。335米高的大厦突然晃动起来,摇晃程度堪比地震,使得大厦内的员工和商户吓得赶紧往外跑。虽然最终没有造成人员伤亡,但商户们的营业活动受到暂停。

专家赶来仔细检查,得出一个结论,赛格大厦的晃动是因为“桅杆”造成的。随即大厦顶部的天线被拆除,天线的拆除一共造成了5500万的损失。直到9月8日,赛格大厦才恢复了营业,这其中商户造成的损失有多少,很难计算。大家对此事的结果并不满意,有人说,几年前赛格就因为一次台风天摇晃过。

一些专业人士认为深圳赛格大厦发生晃动是因为没有安装风阻尼器,尽管大厦的内部设计使用了减震设施,但远没有风阻尼器的效果明显。

赛格大厦在建造之初创造了神话,平均每2.7天就能建造完工一层楼,震惊了建筑界,更是贴上了“深圳速度”的标签。赛格大厦总高是355.9米,一共有79层,包括地上的75层和地下的4层。这么高的大厦竟然不安装阻尼器,怎么都说不过去。因为风阻尼器是上个世纪70年代的技术,国外同样高的大楼早就采用了这种减震设施。

著名的台北101大厦,曾被叫做世界第一高楼,就安装了一个金色球形状的风阻尼器。不算地下楼层,它拥有101层办公楼层,总高度达到了508米。由于台湾的地理位置特殊,经常遭遇台风和地震,这么高的楼,如果不安装风阻尼器,随时都会在风雨中飘摇。

台北101的风阻尼器也很有特色,它看起来是一个巨大的金球,光是直径就有5.5米,而重量更是达到了680吨。这是当时全球最大的一个风阻尼器,也是在2005年之前全球唯一可用来参观的阻尼器。

2015年,台风“苏迪罗”来袭,造成了台北大范围的停工,101大厦也不例外,当天101大厦几乎空无一人,只有楼顶的风阻尼器与“苏迪罗”较量着。据后来的数据显示,风阻尼器当天摆动幅度最大的时候,超过1米,这可以说是历史以来,全世界绝无仅有的最大记录了。而此时,大厦已经建成了十年,风阻尼器还能承受这么大强度的台风,不得不让人心生佩服。

你可能对风阻尼器的原理还不清楚。下面我们会详细解释。

阻尼,是音译过来的汉语术语,它原本的意思是“缓冲”。阻尼,在物理学上是指力的衰减和能量的耗散。顾名思义,阻尼器是一种为了消耗能量而制造的大型设施。它的原理是通过自身的运动产生阻力,来使强风或者地震波的能量达到耗散。

阻尼器配有相应的传感器,当强风或地震来临的时候,要知道风力的大小,就得靠传感器。传感器还能上传建筑物的摇晃幅度数据,阻尼器正是通过这个数据,控制相应的配重,使配重物体朝着风力的反方向运动,以对冲抵消风力引起的建筑物摇晃。

这个过程也不是那么复杂。想像你在一个吊桥上看风景,突然吊桥剧烈地晃动起来,你为了稳住吊桥,是不是会快速地背离吊桥摇动的方向,进行身体的反方向移动,以此来平衡身体而不至于摔倒呢?风阻尼器,就相当于一个几百吨重的身体。

除了中国的台湾,大陆这边的摩登大楼配备有阻尼器吗?有的。

上海作为一个靠海的城市,每到夏天的梅雨季节,台风登陆是常有的事儿。要让身处高楼大厦的打工人看着窗外暴雨还能安安心心地工作,就必须要有不摇晃的大楼环境。

上海陆家嘴那个长得像开瓶器的大楼,全名是上海环球金融中心,可不止一台风阻尼器,而是拥有两台。难怪它在周围的建筑群里不仅鹤立鸡群,还保持着岿然不动。

这两台风阻尼器安装在这座摩天大楼的90层高处,一台风阻尼器的重量是150吨。两台加起来有300吨,足以抵抗绝大部分过境的强势台风了。在风阻尼器的下方,安装有驱动装置,它的作用是控制配重物体的运动。当大楼因为台风或地震强烈地摇晃起来时,摇动的幅度数据会上传,风阻尼器接收数据后,再由驱动装置制造足以与风力对冲的运动,从而使高楼停止摇晃。

上海中心大厦,目前被称为中国的第一高楼,它的高度有632米,比101大厦高了124米。上海中心大厦敢于建造这么高的楼,是因为它的风阻尼器技术更上了一个新台阶,用的是电磁原理。目前,世界上任何地方,都还没有用过这种电磁型风阻尼器,中国上海走在了最前面。

上海中心大厦的阻尼器是不是安装在上海中心大厦的楼顶呢?不是的。它安装在第126层,中心大厦地上一共128层。这种电磁型阻尼器的全名是“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”,名称太长不太容易记住,但它的重量会让你印象深刻,1000吨!开瓶器大楼的两台重量加起来,只有它的三分之一不到。新技术加上超大重量的阻尼器,足以让上海中心大厦屹立百年不倒。

台风“烟花”和“利奇马”都登陆过上海,挑战了上海中心大厦的阻尼器,在“利奇马”台风的疯狂袭击下,阻尼器的摇动幅度超过了半米,却没有突破极限的1米。对上海中心大厦来说,这些台风的入侵根本是小菜一碟。

如果仅仅将1000吨阻尼器用来减震和减少大楼摇晃,似乎有些浪费。能否像台北101一样,设计成可供参观的观景台呢?

这点上海中心大厦早就考虑到了。他们请来了中国有名的雕塑家米丘,在阻尼器的顶部设计了一座重达7吨的雕塑,并取名为“上海慧眼”。“慧眼”花了雕塑家米丘六年时间建造而成,成为了上海距离天空最近的地方。

米丘说,“上海慧眼”的设计灵感,来源于中国《山海经》的“烛龙之眼”。在《山海经》里,有关烛龙的传说是这样写的:“钟山之神,名曰烛阴,视为昼,瞑为夜,吹为冬,呼为夏。不饮,不食,不息,息为风。”意思是说,钟山住了一个神灵,名字叫做烛阴。烛阴一睁开眼睛,就出现在了白天; 烛阴一闭上眼睛,就有了黑夜。烛阴吹一口气,就有了冬天,它吸一口气,就有了夏天。烛阴因为是神灵,不用喝水,不用吃饭,也没有气息。如果它有了气息,就会化成一阵风。

米丘正是根据烛阴的眼睛象征白天和黑夜的灵感,设计了“慧眼”。“慧眼”出现在金碧辉煌的大厅里,头顶是露天的天空。不管天亮还是天黑,这个地方都最早看到,与“烛龙之眼”的形象十分贴合,看上去美轮美奂。

这个充满艺术气息的“慧眼”引来了许多摄影师和观众观看,甚至被用来当作影视拍摄地点。而“上海慧眼”的设计,不仅合理利用了阻尼器的空间,更反映出中国风貌的人文一面。这也提醒我们,科技高速发展的同时,人文精神是世界进步的内在动力。

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