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抗台风,高层建筑有啥“绝招”?

(来源:南湖晚报)

转自:南湖晚报

  视频截图

  台风来袭时,城市里的大树会摇晃、暴雨会肆虐,但几百米高的摩天大楼却能稳稳屹立。以中国第一高楼——632米的上海中心大厦为例,面对强台风依旧平稳安全,这离不开藏在大楼125至126层的“镇楼神器”——千吨阻尼器。这款神奇的装置,靠着巧妙的科学原理,为超高层建筑撑起了一把“安全保护伞”。

  不是“大秤砣”

  是会借力的“超级摆锤”

  很多人以为阻尼器是死死压住大楼的重秤砣,其实它的工作秘诀是“以动制动”。这个重达1000吨的巨型质量块,由12根25米长的高强度钢索悬挂在大楼里,就像一个超大号的柔软摆锤。

  大风吹动大楼向一侧晃动时,巨大的惯性会让阻尼器反向摆动,通过钢索产生拉力,抵消大楼的晃动幅度。工程师发现,上海中心大厦每9秒会自主晃动一次,于是精准调试阻尼器,让它的摆动节奏和大楼完全匹配。两者反向配合,能把大楼的晃动幅度降低将近一半。

  或许有同学好奇,摆锤晃动的快慢和重量无关,为什么阻尼器要做到千吨重?其实,重量决定了惯性大小,越重的阻尼器,反向拉力越强,减震效果越好。科研团队反复试验后,将重量从1200吨优化到1000吨,既保证减震效果,又不会给大楼增加多余负担,就算遇到14级强风,楼里的人也几乎感觉不到晃动。

  无接触黑科技

  温柔稳住大楼

  巨型摆锤来回摆动后,如何快速停下、不持续晃动?答案藏在阻尼器底部的电磁黑科技。质量块底部装了125块强力永磁体,对应的楼板上铺着光滑铜板。

  当摆锤晃动时,磁铁和铜板发生相对运动,会产生神奇的电涡流,形成反向阻力,悄悄拖住摆动的质量块。这个过程就像荡秋千时的空气阻力,慢慢消耗晃动的力量,把动能变成热能消散在空气中,让大楼渐渐平稳。

  这项技术几乎没有机械摩擦、不用液压油,零磨损、反应超快,0.01秒就能启动减震。更让人期待的是,新一代智能阻尼器正在研发中,能根据风力大小自动调节状态,几百吨的重块,普通人徒手就能推动,十分神奇。

  不止一种妙招

  守护高楼有整套方案

  并不是所有高楼都需要装同款阻尼器,百米以上超高层建筑,会根据结构特点、风洞测试,搭配不同的减震方法。世界各地的摩天大楼,都有专属的“抗风绝招”。

  台北101大楼用660吨钢球摆锤减震,广州塔靠水箱里的湖水晃动抵消风力,还有很多高楼用柔性结构设计,允许楼体轻微变形缓冲大风冲击力。上海中心大厦更是搭配了“组合buff”,不仅有阻尼器,流线型的旋转楼体、灵敏的监测传感器,都能有效降低风的冲击力。

  从古塔的古老减震智慧,到如今AI智能防灾技术,工程师们用“刚柔并济”的科学方法,守护着高层建筑。

  守护

  让高楼既能向高空生长,又能稳稳抵御风雨。高楼里藏着的科学,默默守护着城市和每一个人的安全。

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