超高层建筑如何抗击台风
看632米的上海中心大厦的答卷
今年第9号台风“利奇马”于8月10日1时45分在浙江温岭沿海登陆，登陆时强度为超强台风级，近中心最大风力16级（52米/秒）。
“利奇马”是建国以来登陆浙江强度排名第三的台风，也是今年来登陆我国最强的台风。
虽然“利奇马”没有直接登陆上海，但是威力十足。“利奇马”送来的风，不仅风力强而且持续时间长，还伴随着大到暴雨。
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 。在这样强风的情况下，大厦会有摇晃的感觉，这是否安全呢？
下面就是那些摩天大楼的各种抗风措施
01
三大神器
首先，安全的问题是毋庸置疑的，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。
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。
02
建筑物外形修形
不知道各位有没有发现，现在的超高层建筑中像联合国大厦那种板式高层建筑是没有的，至少也是多面体或者三角甚至角度圆润的建筑。
看上去规规矩矩的板式建筑的空间利用率是最高的，但其气流导致的脱体涡流存在，超高建筑中是不会采用的，联合国大厦总高154M，39层，也许这已经是板式建筑的极限了！
联合国大厦
而上海中心大厦则是一个扭曲的复杂曲面型，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，这种涡流在飞行器上的能产生相当强悍的升力效果，但在高层建筑物上会导致晃动的力矩，是建筑物设计中极力避免的！
下图角度看几个建筑的形状都非常清晰，金茂大厦和环球金融中心的形状都不是规整的板式建筑，而是复杂角度和修形后的形状，这对延缓涡流避免过大的晃动是有积极意义的！
上海三件套
03
主动抗风减震
尽管有外形优化后的上海中心大厦将大风引起的晃动降到了最低，但架不住其整体迎风面积达，层高太高的因素，因此晃动仍然是不可避免，而且超高层建筑的抗震也有相关要求，因此在结构设计的时候加入了主动抗风减震的措施！
结构设计时，加入抗风抗震阻尼结构
建筑物抗震有两种设计，一种隔震，另一种是耗能，隔震大家都知道，在建筑设计中加入防震措施，而耗能则是在建筑物形变的基础上将其消耗掉，避免其进入共振和震动幅度加大！
而阻尼器和阻尼支座则是两者的现实应用！
桥梁中两者合一的底座，可以大幅减轻振动，尽管这并非是桥梁的主要抗风设计，但其和高层建筑中的抗风和减震原理是一致的！
建筑物中的阻尼器
阻尼支座
主动式阻尼减轻晃动
上海中心大厦设在125层的具有强烈艺术感的抗风镇楼神器——“上海慧眼”随即启动工作。
这个“镇楼神器”是可调阻尼比的千吨级摆式电涡流调谐质量阻尼器装置，这项技术为国内外首创，上海中心大厦是首次采用这项技术的超高层建筑。
千吨级摆式电涡流调谐质量阻尼器
这个主阻尼器的总质量高达到1000吨！安装位置是在距离地面584米，位于大楼顶部，上千吨的物体在大楼顶部会头重脚轻吗？
首先，跟大楼的质量相比，这1000吨并不是什么严重问题；其次，减轻晃动，放在大楼顶部才有意义，我们来看个对比试验图就明白了！
对比试验
左侧无重物阻尼时晃动是难以控制的，而右侧有重物阻尼晃动明显减轻，并且还是主动阻尼，那效果是杠杠滴！
本次利奇马袭来，上海中心大厦阻尼器观测到了自大楼建成以来的运行最大摆幅，达到了单边最大移动值750mm。2018年“安比”台风，最大单边摆幅仅有500mm 。
根据阻尼器单边摆幅750mm，通过估算，本次上海中心大厦整栋大楼的摆幅应该在150mm左右。
阻尼器显著改善了大楼人员舒适度的感受，使上海中心大厦再一次经受住了超强台风的考验。
我们再来看看台北101大厦的阻尼器，他的布置则比较直观，并且也是开放参观的，围观群众可以非常直观的了解它的工作原理！
台北101阻尼器
下图是重达660吨的主动阻尼装置在2015年8月8日超强台风苏迪罗登陆时阻尼器工作的实景，当时风速达到了240KM/H，阻尼补偿幅度达到了1M，有效的减轻了大厦晃动感！
101阻尼器工作图
小编还另外给大家带来了一份红利。不土不木app，史上查规范最方便的app。免费送会员啦！
发新帖
，选择 
京
广播电视节目制作经营许可证 (京)字第 15220号
可信网站认证
图片列表
图片列表
下载原图
关闭语音
播放语音
暂停播放
自动播放
