台风“烟花”来袭。7月25日，上海中心大厦125层的阻尼器开始有节奏地摆动，以减少台风带来的建筑晃动，保持申城第一高楼的安全。《镇楼奇珍》的风门为什么会摆动？它是如何减少高层晃动的？是不是所有的高楼都需要阻尼器？
[“阻尼器”如何减少晃动]
阻尼是一个物理术语，指的是力的衰减和能量的耗散。意思是缓冲。什么是阻尼器？
实际上，阻尼器是一种为运动提供阻力以减少运动能量的装置。上海理工大学物理系副教授、中国人工智能学会科普工作委员会委员田伟表示阻尼器的主体部分是由钢索悬挂的100吨配重，一般悬挂在300米以上。当强风来袭时，该装置利用传感器检测风力和建筑物的摇晃程度，计算机通过弹簧和液压装置控制配重向相反方向移动，从而降低建筑物的摇晃程度。在航天、航空空、军事和机械工业中，已经使用了各种阻尼器(或减震器)来减少振动和耗散能量。自20世纪70年代以来，人们逐渐将这些技术应用到建筑、桥梁和铁路等结构工程中。
位于上海中心大厦的“上海颜回”，其下方是一个重达1000吨的阻尼器。齐英普摄“阻尼器的工作原理就像一个人在摇晃的‘网红桥’(吊桥)上，将身体向摇晃的‘网红桥’反方向移动，以达到平衡。”田伟解释说，如果从某个方向吹来强风，配重就像一个巨大的“钟摆”向风吹来的方向摆动，这样风阻尼器就会产生一个与风向相反的力，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。使用该装置后，强风对建筑物的加速度可降低40%左右。这样，即使大楼里的人受到强风袭击，也几乎感觉不到大楼的晃动。
此外，风阻尼器还可以降低强震对建筑物的影响，尤其是建筑物顶部的影响。
[城镇建筑中最好的宝藏]
众所周知，超高层建筑由于强风和地震带来的不稳定性，具有一定的风险。而且随着楼层高度的上升，风速也会增加。因此，世界上许多著名的超高层建筑都设置了阻尼器。
上海中心高度632米，共128层，重量85万吨。上海中心大厦上部要遭受每秒几十米的大风袭击。即使在正常天气下，这个建筑受到的风压也比普通高层建筑大得多。尤其是台风来袭时，上海中心大厦会发生较大晃动，最大幅度可达1.4m。
有人不禁要问，这么高的楼不会因为左右摇摆1.4米就倒下吗？
田伟介绍，上海中心大厦首次使用了涡流调谐质量阻尼器，这在国内也是一项创新技术。它可以通过阻尼系统将建筑物上强风的机械能转化为热能，提高建筑物的舒适度。
上海中心大厦的风门位于大厦的第125层，也被称为“上海颜回”。它由配重和吊索组成，类似于一个巨大的复摆。这是一个重达1000吨的风力阻尼器，是目前世界上最重的阻尼器，约占建筑重量的0.118%。这个巨大的阻尼器有12根钢索悬挂在建筑内部，每根钢索长25米。“上海颜回”安装在该建筑的倒数第二层和第四层，距离地面583米。当强风来袭时，这个巨型复摆会顺着风向摆动，从而通过自身摆动来减弱建筑物的晃动幅度。根据上海中心大厦的建造方上海建工提供的数据，这种阻尼器可以将风引起的加速度峰值降低43%以上，可以让楼内90%的人感觉更加舒适。上海理工大学环境与建筑学院高级工程师许建设表示，如果不安装阻尼器，瞬时加速度会很大，人会感觉到摇晃的程度，头晕，舒适度会降低。
上海中心大厦阻尼器的单向摆动极限为1米。2019年台风利奇马影响期间，阻尼器单侧摆动超过50厘米，瞬时峰值一度达到70厘米，创下上海中心大厦开业以来最大摆动。这次由于台风“烟花”的影响，风门的摆动没有超过“利奇马”。
事实上，除了阻尼器，上海中心大厦在建造之初就通过高科技风洞实验进行了测量。建筑柔和的轮廓和120度扭曲的造型，减少了建筑因风引起的摇摆，这种设计的风阻比同体积的矩形建筑降低了24%。
[所有高楼都要装吗]既然阻尼器可以减少建筑物的晃动，那么超高层建筑一定要安装吗？专家表示，超高层建筑的抗风抗震主要取决于建筑的结构和造型设计，需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”。一方面减少晃动，优化体验，提升建筑品质；另一方面，增加了结构的耐久性。【/s2/】根据我国相关规范，建筑内不强制安装阻尼器。据田伟介绍，一般来说，当建筑物高度超过300米时，就需要安装阻尼器。
不同的阻尼器有不同的类型。比如有些国家地震多发，所以阻尼器的设计更多的是考虑抗震效果。上海的台风比较多，所以设计的阻尼器因为有抗风作用，所以也叫风阻尼器。中国第一个大型风闸安装在台北101大楼。它曾经是世界上最大的风力阻尼器，也是世界上第一个作为旅游景点开放的此类设施。上海有两座装有阻尼器的摩天大楼:上海中心大厦和环球金融中心。
图为台北101大楼的风闸。一个重达660吨的巨大钢珠悬挂在大楼的第88层到第92层，利用摇摆来减缓大楼的晃动。附:世界著名超高层建筑阻尼器位置(图)
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