“山竹”台风来袭,深圳有些高楼风雨飘摇,大楼中的阻尼器有哪些作用?

PhD肖


高层大楼在台风中,因为风力的作用大楼会摆动,可能对楼内的居民产生危险,阻尼器就是能减轻摆动幅度的构件。

当风力作用于大楼的一面时,因为大楼的面积一般较大,不同高度的风力大小还不一样,可以为摩天大楼高层挡风的建筑基本不存在,受到风力作用大楼会向风的反方向弯曲,当风力减小的时候,大楼会反弹,因此而摆动。而利用阻尼器却可以减轻这种现象。

阻尼器的构成并不复杂,是靠重物的重量和惯性来降低大楼摇晃幅度。阻尼器的重物通过吊索等被放置在大楼较高的楼层,当风出来时,大楼摆动,阻尼器重物由于惯性的关系,相对于大楼是向反方向摆动,当大楼反弹回来的时候,重物还是向反方向摆动。或者也有加上自动的牵引装置的,总之就是让重物向大楼摆动的反方向运动。

这就像骑车子的时候,右拐的时候,人和车子会向右倾斜,而人不自觉的将身子往左挺,避免车子倾斜过度,侧滑摔倒。

依靠这种方式来减轻大楼的摆动幅度。现代的阻尼器还能根据风力预测、传感器感受到的风力强度,调配重物的重量,保证大楼的安全,减小摆动幅度,提升人们居住的舒适感。


来看世界呀


简单来说,摩天大楼中的阻尼器就一个作用,就是缓冲外来的能量,保护建筑物的安全。

一般来说,建筑物特别是高层建筑,除了自身承重外,还有考到到风压、地震等的影响,这时不仅要有冗余设计,尤其沿海地区经常受到台风的影响,这时就要有一些针对性的设计,确保建筑物的安全。

高大的建筑物既要刚性,也要有一定的韧性,让其受到外力作用时带来的摇摆晃动在合理的范围内,这时的建筑物就能有效卸能,同时又要及时复原,这样才能保证建筑物的整体稳定。

台北的101大楼,就有一颗大钢球,这个球就是一个球状阻尼器,重达600多吨,四周用钢索吊着,下面用了8组小的液体阻尼器,相当于在楼顶挂了一个大重锤,大风或地震袭来时就可以让整栋楼的晃动减少很多。

高达近600米的深圳平安金融中心也有两个500吨的阻尼器,这是目前国内吨位最大的阻尼器,这种双阻尼器的设计可以说让平安大厦遇到超强台风山竹也一样能稳如泰山。


震长


相信不少人都看过今天在网上流传的,大楼在台风中摆动的视频了。

想想真是恐怖,一般说,在正常的风压状态下,距地面高度为10米处,如风速为5米/秒,那么在90米的高空,风速可达到15米/秒。若高达300-400米,风力将达到30米/秒以上。

这样恐怖的风速,人早就吹没影了,体积这么大的摩天大楼,为啥吹不倒呢?像台北的101大楼,广州的“小蛮腰”,是凭什么抵抗超强台风的呢?

首先,混凝土结构的承压能力远比你想象的要强很多,理论值上,一根截面1平米的水泥方柱子,就能承受 2500 吨的压力,而摩天大楼中,这样的柱子数量可想而知。

实际上摩天大楼就像一根金箍棒,插进了几百米的底下,想折断它,几乎没有可能。

当然了,风大的时候,高楼就难免会摇晃起来,甚至百度摆渡幅度达到2米。

可以想象,人在楼里是个什么样的感觉?

为了减少高楼的晃动不适感,一个比较奇葩的发明诞生了!

那就是风阻尼器。

风阻尼器的示意图。

它的主体由一个大大的球和悬挂这个钢球的钢索组成,这个大球一般会悬挂在90层(395米)处。它的作用是什么呢,它就像你站在晃动的船上,你会根据船的下一次晃动方向,提前摆动身体以适应。风阻尼器的原理也是如此。当风吹来,由电脑控制的它会向来风的方向适度的倾斜,以中和风的推力。

这样,楼里的人就感觉舒服多了!

目前,世界上最重的风阻尼器位于上海中心大厦,它重达1000顿,由12根长25米的钢索吊住,位于第125层。如下图:

而台北的风阻尼器则重达680吨,就是下面这个金色的大球。

台北101在89楼观景台旁可看见的风阻尼器。

用心写回答!让难懂的科学变有趣,发现生活中的科学,欢迎关注“科学重口味”!


科学重口味


\n

{!-- PGC_VIDEO:{"thumb_height": 360, "thumb_url": "b76500058745986c5d2f\

全家宝贝婴幼儿游泳馆


之前看过一个节目(时间长了忘了名字)中有介绍过,一般高楼大厦都避免不了强风吹过产生晃动,楼层底没什么感觉,楼层高的就会感觉的到,阻尼器的作用就是产生使楼体运动相反的力来抵消晃动,使大楼更稳固,居民居住的舒适性好一点。阻尼器就是整栋大楼的“定海神针”。


静海凡


大楼因风力发生摆动,拖动悬挂着的重球也发生摆动。重球与大楼的摆动频率相同,而摆动的方向相反(或者说相位相差180度),产生阻尼


幻影161878831


简单来说就是提过自身的摆动来抵消外力的晃动,防止大厦的坍塌,目前最大的阻尼器好像是在上海 ,中国的阻尼器技术也是杠杠的


分享到:


相關文章: