2020-03-26 11:55:10 佚名

周玉清-相濡以沫

上海中心大厦632米高，刮大风摆动超过1米，里面的人怎么没事？

事实上，这座大楼的最大摆动幅度是去年的“利奇马”所创下的，被称为“定楼神器”的阻尼器的单边摆动幅度峰值高达70厘米，这也是上海中心大厦从2016年启用以来记录下的最大值。那么，为什么如此强劲的大风扫过中心大厦，而里面的人和建筑物本身却毫发无伤？

为什么总有人担心上海中心大厦的安全性？

毫无疑问，上海中心大厦就是一个众所周知的地标性建筑物，从整个大厦的占地面积（433954平方米），到建筑主体的楼层数（119层）和不同维度的高度值（580米的结构高度和632米的大厦总高度）。当然，这样的高度难免让人担心它的安全性，尤其是每年夏季台风频发的时候。

当然了，除了上海中心大厦本身的高度惊人以外，由于上海的位置比较特殊，容易被一些在其他地方登陆的超强台风过境。尽管上海一般并非登陆点，但一旦台风的破坏力足够，也会对大厦的摆动幅度带来较大影响，正如当年的“利奇马”过境一般，整个大厦会不可避免地发生晃动。

高达632米的上海中心大厦，为什么可以抵御超强大风过境？

第一，被称为上海中心大厦“定楼神器”的阻尼器：

只要是对上海中心大厦有所了解的人，相信一定不会对“上海慧眼”感到陌生，而所谓的“定楼神器”、重达1000吨的阻尼器就位于它的下方。毫无疑问，这个阻尼器的作用也是为了帮助高楼层减缓晃动幅度，从而对高层建筑的楼体稳定性和安全性进行加持。

阻尼这个物理学名词，本质上其实就是对特定力作用的衰减、又或是对能量的耗散。而运用到上海中心大厦中的阻尼器则主要是为了对风力的作用进行缓冲。事实上，装有阻尼器的大厦也并非只有上海中心大厦这一个，同在上海的环球金融中心也是其中之一。

当然，上海中心大厦所选用的则是电涡流阻尼器，这是我国研发出的一种新技术，它能够将大风在楼宇间产生的机械能转化为热能消散。我们可以从数据上直观地感受到它的作用，该阻尼器的投入使用，能够降低风致峰值加速度，并且，其降低幅度超过了43%，这足以让身处于大厦中的大部分人都不会感到明显不适。

第二，我们可以从这座大厦的地基说起：

尽管位于该大厦之下的地基原本是土质比较松软、且含有大量粘土的河流三角洲区域。但是，工程师们设计了深度高达86米左右的980个基桩，为了让地基更加牢固，还特意浇筑了60881立方米的混凝土。也就是说，这座大厦地下不仅有纵向深度足够的基桩，还有大约6米厚左右的基础混泥土底板。

第三，大厦外部的扭曲设计可延缓风流：

不管你是到过上海中心大厦，还是看到过它的外观图片，我们都已观察到其螺旋式上升的外部结构，并且，建筑面上的开口贯穿部位也是至下而上。如果从大厦的顶部来观看，它的外观就跟吉他的拨片差不多，大厦的高度和楼层的扭曲程度成正比，每层扭曲的度数大约为1度。

设计师会选择这样的外观设计，当然不只是追求所谓的辨识度，主要目的其实是为了延缓风流。因为，一座足够高的大厦在遇到足够强劲的大风时，风会在围绕大厦的时候造成所谓的漩涡脱落效应，这便意味着大厦很可能会“随风起舞”。

所以，研究人员在设计出中心大厦的外观之后，就将其缩小之后的模型进行了风洞测试，结果的确显示这也的设计足以让测力减少24%。要知道，上海的夏天经常会有台风过境，区别只在于每次过境大风的强度有所不同。所以，这样的超高建筑物必然会经受台风的考验，地基的牢固性固然重要，抗风能力同时也不容忽视。

悟空科学

答案：里面的人是肯定安全的！ 148亿的总造价，不是拿来刮大风！不是拿来儿戏的！

虽然从视觉效果上来看，刮风的时候这栋大厦会摇摇摆摆。但是按照理论估计来看，即便是13级大风也不会给这栋大厦带来实际破坏。

上海中心大厦的整体高度高达632米，这是一座超高层建筑物。超高层建筑物对强风的作用比较敏感，刮大风时会对建筑产生强烈的摇晃。上海又经常遭受台风影响，因此上海中心大厦一开始就进行了专门的设计和建造。

一、外观

上海中心大厦是一个扭曲的复杂曲面型：120度扭曲设计。

随高度上升，每层扭曲角度接近1度。这样的设计能减缓甚至避免脱体涡流的发生，可以有效延缓风流，让它所受的风负载下降24%。

二、阻尼器

上海中心大厦也安装了风阻尼器——上海慧眼，其总质量高达1000吨，安装在第125和126层（583米）。

当强风吹晃大厦时，质量巨大的风阻尼器会朝着反方向摆动，从而减轻大楼的摇晃，保证了上海中心大厦的安全。

三、较低的重心

上海中心大厦拥有较大面积和较大质量的“底座”，外观呈现为锥形，有效降低重心点，这有利于增加建筑物的稳定性。

四、上海中心大厦两侧还安装了上千斤的减震器。

上图为上海慧眼

科学Science

上海中心大厦高度达到了632米，已经属于超高层建筑的范围了，中国素有“基建狂魔”的称号，现在中国已经建造出来了很多世界闻名的建筑，这其中就包括几年前建造完成的上海中心大厦。

可是据说高达119层的上海中心大厦，刮风摆动幅度超过了一米，那么真的有这么可怕的吗？根据了解，上海中心大厦的结构高度高达580米，总高度为632米，这个数据可以说真的是直入云天了，站在这座摩天大楼上，可以俯瞰整个上海。不过也因为这个楼太高的原因，导致其如果遇到了强风作用，就会左右摇摆，尤其是在高层，据说最大的晃动幅度可以达到1米。

既然晃动幅度这么大，那么会有什么效果呢？难不成里面的人感觉就是像荡秋千一样，听起来也是很可怕吧，不过如果真的是这样的话，那么这栋楼岂不是一座失败的作品？其实这栋楼的设计者在设计之处肯定就已经想到了这些问题，因为超高层建筑本身就对强风的作用非常敏感，如果不采取相应的措施的话，那么强风势必会威胁到超高层建筑的安全。

正因为此，超高层建筑必须要在高层部位安装调谐质量阻尼器，当大风让大厦变得向一边晃的时候，大质量的阻尼器就会朝着相反的方向摆动，从而减轻了大楼的摇晃幅度。在正常的风压状态下，距离地面高度10米处，如果风速为5米/秒，那么在90米时，风速可以高达15米/秒，如果高度达到了300-400米，风力将会更加强大，会达到30米/秒以上，这个时候摩天大楼就会产生晃动。

超高层建筑在抵抗风荷载的主要措施是三点:一、采用更强的结构；二、增加风阻尼器；三、采用有利于减少建筑物风阻的外形设计。风阻尼器是目前建筑界公认的“定楼神球”，这个作用有点像是定风神珠一样，安上之后大楼随风摆动的幅度就会很小了，也因此更安全。目前很多的高层建筑都采用了风阻尼器，比如在台北101大厦的88-92楼层挂置着一个重量达到了660吨的钢球，利用钢球的摆动来减缓建筑物的摇晃；而广州电视塔（小蛮腰）的阻尼器居然是用水做的，在小蛮腰的109到110层，就是以消防水箱作为阻尼器的减振控制系统。

而说到了上海中心大厦，它是世界上第一个引入电磁原理的阻尼器，它的“定风神球”是一个被称为“上海慧眼”的阻尼器，它的质量重达1000吨，阻尼器的上部艺术装置高度达到了30米，在狂风作用于建筑物的时候，它能够与主体结构共振，从而减小大楼的晃动。此外，建筑物的外形是扭转状态，这种外观本身就可以有效延缓风流的作用。

镜像科普

高层建筑摆动很正常，以下图像时去年台风山竹肆虐登陆我国的时候，深圳的市民拍摄的楼房摆动。

上海中心大厦是中国第一高楼全高632米，在全球范围内拍第二名，第一高楼是迪拜的哈利法塔。据报道上海中心大厦在强风中上层发生摇摆，摆渡超过1米。看到这个新闻后有些小伙伴就有点为在这座大厦中工作的白领而担忧了，其实完全不用担心。高层建筑的摇摆现象很常见，当然也是不可避免的，只要把它们控制在一定范围内就好。

对于这类高层建筑首先设计的安全系数就非常高，从内部结构和外观的设计上都是以安全为第一原则的。首先看它的螺旋外形，类似于DNA的螺旋形式，每层扭曲角度将近一度，那么从上至小这座大厦扭曲了将近120度。这种外形设计能够延缓横向风流，当风环绕建筑时会形成涡旋脱落效应，这种效应根据实验能将风力减少24%。

除此之外上海中心大厦必然具备着高层建筑的标配物件-阻尼器，这个阻尼器还是一个必去的景点，又被称为“上海慧眼“。这个阻尼器重达1000吨，是全球首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，可以阻挡13级的台风。

大家有机会可以去看一下，一般高层建筑的阻尼器都是对外开放的，它可以保证高层建筑物在强风中屹立不倒。

科学黑洞

上海中心大厦的整体高度可达632米，这是一座超高层建筑物。在刮大风的情况下，大厦会有摇晃的感觉，这是否安全呢？

肯定是安全的。上海中心大厦在设计之初就已经考虑到这些问题，因为超高层建筑物对强风的作用比较敏感。例如，如果高度10米地方的风速为5米/秒，那么，高度300米地方的风速将会超过30米/秒。如果没有采取措施，强风将会威胁到超高层建筑物的安全。

为此，超高层建筑物需要在高层加装调谐质量阻尼器。当强风吹晃大厦时，质量巨大的风阻尼器会朝着反方向摆动，从而减轻大楼的摇晃。

例如，台北101大厦安装了一个重达680吨的阻尼器，当年在强台风的作用下，阻尼器晃动幅度可达1米。

同样地，上海中心大厦也安装了风阻尼器——上海慧眼，其总质量高达1000吨，安装在第125和126层（583米）。有了巨大的风阻尼器，超高层建筑物即便在强风中也不会出现剧烈摇摆，从而保证了建筑物的安全。

上图为上海慧眼

除此之外，外观呈现为锥形的上海中心大厦有着较低的重心，这有利于增加建筑物的稳定性。并且上海中心大厦的扭转外观可以有效延缓风流，让它所受的风负载下降24%。

总之，上海中心大厦非常安全。由于上海经常遭受台风影响，该建筑物在设计之初就已经考虑到这点。除非风力非常强，否则大厦不会有幅度达到1米的晃动。

火星一号

有这么一句话叫做“木秀于林风必摧之”，或者说“树大招风”。其实不仅仅是树高了会受到风的影响，建筑物高了也会受到风的影响。据说上海中心大厦高达632米，刮大风的时候摆动会超过1米，想想挺吓人的。那么里面的人安全吗？这个可以放心，里面的人肯定是安全的。

图示：后台风影响摇晃的楼房

记得去年台风山竹到来的时候，网友发了一个视频，在视频中一栋高层楼房被台风吹的晃动起来，看上去很吓人。有关专家解释，高层建筑遇到大风晃动是正常的，也是必须的。在城市中高空的风力要比地面的强很多。因此当狂风吹过的时候，高层建筑物受到的影响比较大，这种现象称为“风震效应”。高层建筑周围的风会形成一种漩涡，风与建筑物摩擦而导致建筑物晃动。因此在建造高层建筑物的时候，一般的建筑物要求能够抗50年一遇的大风，更高的建筑物要求能够抗100年一遇的大风。

图示：上海中心大厦

上海中心大厦的外观设计是专门针对台风袭击的。上海中心大厦的外形像一个吉他拨片，随着高度的升高，每一层扭曲将近一度，这种设计能够延缓风流，将台风对大厦的影响降到了最低。另外大厦还有一个对抗大风的镇宅神器那就是位于125层的风阻尼器。上海中心大厦的风阻尼器是世界上技术最先进的风阻尼器，阻尼器的质量重达1000吨。它可以在建筑物受到大风摇晃的时候，发生反向摆动，从而起到减振的作用。

图示：上海中心大厦的风阻尼器

此外，上海中心大厦在施工设计上各个方面的安全因素都考虑到了，里面的人是安全的，没有必要担心。

兔斯基聊科学

高层建筑在大风中摆动是个正常现象，上海中心大厦是我国第一高楼，世界第二高楼，高达632米，而且上海经常受台风影响，因此解决大风对超高建筑物的影响，保证大厦安全就成了项目研发时的重点。

科学研究表明，超高层建筑的高层区域，风速比地面大5—6级。为保证上海中心大厦安全，施工方在125层和126层之间安装的调谐质量阻尼器，这是上海中心大厦的一根定海神针。风速较大时和地震时建筑会产生晃动，使人有眩晕的感觉。

为控制超高层建筑在风里作用下的晃动，都在建筑内装有调谐质量阻尼器。这个重达1000吨的质量块，由12根长25米的钢索吊住，是科研人员研究环球金融中心、台北101大厦等世界上多个超高层建筑的阻尼器技术后，自行研发的世界首创的摆式电涡流调谐质量阻尼器。

经过研究选用被动式方案，并大胆选用上海材料研究所研发的电涡流阻尼系统，在国际上首次将电磁原理引入高楼阻尼器。当大风作用于建筑物产生摆动时，建筑物内的阻尼器就会反方向运动，以控制建筑物的摆动幅度，确保建筑物安全。

此外在建筑物的我开心能够设计上也采取了一些技术手段，减缓风力的影响。比如建筑物的外形是一个类似DNA的双螺旋结构，每上升一层角度扭曲接近1度。整个建此外在建筑物的我开心能够设计上也采取了一些技术手段，减缓风力的影响。

比如建筑物的外形是一个类似DNA的双螺旋结构，每上升一层角度扭曲接近1度。整个建筑物的扭曲角度奖金120度，这可以有效减弱风力对建筑的影响，当风环绕建筑时会形成涡旋脱落效应，这种效应根据实验能将风力减少24%。

从设计施工都采用世界先进的技术手段，比如在设计中使用了建筑信息模型技术（BIM），依靠这项技术项目研发人员提前发现并解决了10万多个碰撞点，在这方面BIM比人工检查要强得多，比如设计大厦幕墙时，外国资深设计师在设计图纸上发现了10多个错误，但是BIM技术发现的错误有100多处。

这项技术还可以在火灾发生时迅速组织楼内人员，安全的撤到避难层和地面，有力地保障了大厦及内部工作人员的安全。

此外，从外观上看，上海中心大厦是一个上细下宽的的锥形这使得这个建筑的重心更低，也就更加稳固。安装在建筑物两侧的减震器也发挥了巨大作用，这两个重达千吨的减震器能有效的减弱风力对建筑的影响。

这座耗资148亿，高达632米的世界第二高建筑物，有了阻尼器、扭曲外形、锥形身躯和减震器的共同作用，即使大风影响下，摆动接近1米，这座建筑也是安全的。

小小嬴政

我年轻的时候爬过四角铁塔，大概40米左右吧，上去感觉晃的厉害，就问施工人员为何不固定死，让人家嘲笑一通，如果真的上去感觉不到塔的晃动，这个塔很快会整体倒塌。

至于原理大家可以百度。太复杂你也没必要去搞懂。

我就给大家举个简单的例子，很多朋友玩过网红桥，你发现最容易摔倒的就是努力对抗晃动，把自己打造成一根棍的人，而那些随桥晃动，而脚不晃动的基本都是高手，他们会通过自己的协调来保持平衡。大楼的原理一样，只要不超过一定幅度，都是没有问题的，这样说好理解点吧。

高楼里也有相应的设施，譬如大楼阻尼器，和你的关节一样，时刻保持你的重心不发生大的偏移。

看热闹不要搓火

摩天大楼的摆动很正常，因为从力学的角度上来说，超高层建筑实际上是一种很软的物体，而软就意味着容易形成共振，举个例子好了，日本2011年发生大地震的时候，地震产生的长波传到大阪的时候，和摩天大楼的自振频率相同，结果那些摩天大楼左摇右摆，里面的人都吓的半死。

所以大楼在进行设计的，就必须考虑到自振的问题，那么解决的方案就是风阻尼器，风阻尼器的工作原理很简单，当地震或者台风来临的时候，摩天大楼会不由自主的晃动起来，而风阻尼器则因为惯性作用而停留在原地，这样它就可以拉住摩天大楼，让它的晃动减弱。

具体的例子可以参考台北101大厦，台北101大厦的顶部有一个重600多吨的大钢球，当2015年“苏迪罗”台风降临的时候，其内部的风阻尼器摆动程度，达到了创记录的1米，正是因为有这个大家伙存在，台北101大厦一点事都没有，那么同样的例子还有上海中心大厦。

上海中心大厦的上部，有一个1000吨风阻尼器上海慧眼，这个质量巨大的上海慧眼，可以保证上海中心大厦不出问题。

最后风阻尼器的质量都很大，那么为了牢牢的固定住它们，其钢丝的强度是普通钢丝的数十倍以上，所以不管是风阻尼器，摩天大楼，还是摩天大楼内部的人，他们都很安全....

种植恒星

初到上海就听说了这个问题，当时还专门查询了相关资料。在上海外滩有著名的三大神器：“开瓶器”为上海环球金融中心，地上101层，百尺竿头更进一步，高度492米；“注射器”上海金茂大厦，高88层，楼层也是很有寓意，高420米，最年轻的是“打蛋器”，为上海中心大厦，主体有118层，总高为632米，为目前中国第一高楼。