风阻尼器,“山竹”中的定楼神器
2018-10-17王春彧
环球人物 2018年19期
王春彧
不久前从菲律宾转道而来的台风“山竹”,被认为是1983年以来影响深圳最强的台风,给广东沿海造成巨大的灾害和损失。
强风之下,互联网上也刮起一股“谣言风”。最耸人听闻的当属“深圳第一高楼平安金融中心塔顶摆幅达设计最大值、外立面玻璃大量掉落”,然而事实并非如此。“山竹”风力再强劲,592.5米高的平安金融中心也不会如此“不堪一击”。因为在深圳这样台风频繁的地区,超高层建筑都配备了“风阻尼器”。有了它,就相当于给建筑安上了稳定器。
风阻尼器的全称为调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper, TMD),通常由数百吨或更重的质量块、弹簧与阻尼系统组成。当建筑结构因风力产生倾斜或摇晃时,阻尼器的传感器可以迅速感知并驱动配重质量块向相反方向运动,以反向作用力抵消一部分风力。这就好比荡秋千时想要停下来,身体就要以相同的频率,往秋千运动相反的方向用力。这样一来,摆动幅度会迅速减小。
而在风场中,建筑物所受到的力非常复杂。台风中的平安金融中心,不仅受到迎风面气体流动产生的压力,还有背风面空气流动产生的吸力。这样的受力条件很容易让重心远离地面的塔楼产生摆动。
在台风“山竹”的考验中,平安金融中心正是因为风阻尼器发挥了效用,塔楼顶端的摆动幅度才没有超过30厘米,始终保持在设计值的50%以内。风阻尼器大致抵消了塔顶30%的摆动幅度,防风效果相当明显。据悉,平安金融中心使用的风阻尼器设计应对的阵风风速可达80米/秒,而“山竹”掠过深圳时的中心最大风速为48米/秒,所以大楼始终安然无恙。……
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