阻尼器的原理和作用(阻尼器是干什么用的)

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你敢相信吗?你所处的高楼无时无刻不在晃动。

2021年5月18日,深圳赛格广场大楼出现晃动现象,15000人听从指挥,无一人伤亡,全部安全撤离,5月19日,大楼再次出现晃动,这不禁让我们感到唏嘘。

而在2019年8月份,位于上海浦东新区的上海中心大厦在台风利奇马的12级强风下,也发生了摇晃,不过很快便停了下来。这都要归功于上海中心大厦顶部的“上海慧眼”风阻尼器。

阻尼器的原理和作用(阻尼器是干什么用的)

那么风阻尼器到底是什么,它在高楼中又发挥了怎样的作用呢?

世界排名前十的最高建筑中,有30%都安装了风阻尼器。风阻尼器,全称叫调谐质量阻尼器,为了方便,我们叫它的简称TMD,TMD由质块、弹簧与阻尼系统组成,主要是在高楼遭遇台风时,减小楼体的摇晃,以此来达到稳定楼体的作用。

如果大家有去过高楼顶部的,一定能发现大楼并不是巍然不动的,多多少少都会带点摇晃,大家也不用害怕,这是在工程设计师设计范围之内的。

一般来说,当距离地面10米处的风速达到5米/秒时,百米高空的风速就会达到20米/秒,而大部分的高楼,在风速达到10米/秒时,就会开始晃动。这就使得高楼不仅需要足够坚硬,同时还要具备四两拨千斤的能力。

阻尼器的原理和作用(阻尼器是干什么用的)

风阻尼器一般安装在高楼高层中间的位置,当强风吹过时,风阻尼器会随着楼体的晃动而摇摆,将强风带来的冲击力减弱耗散,达到缓冲减震的效果。接下来咱们了解一下它的工作原理。

风阻尼器的工作原理是当强风来临时,先探测强风带来的冲击力对建筑物的造成的摇晃程度,然后在通过计算机控制装置上方悬吊的钢索,此时的风阻尼器通过传动装置经由弹簧和液压装置吸收来自楼体的摇晃,从而抑制建筑由于强风所引起的晃动。

可能有的人听不太懂,意思就是风朝哪个方向吹,风阻尼器就会朝着反方向摆动。

阻尼器的原理和作用(阻尼器是干什么用的)

最具有代表性的就是中国台北的101大厦了,101大厦设置有世界上最大的风阻尼器,外观呈金色球体,直径达5.5米,总重量达到了680吨,同时它也是世界上唯一外露式,可供游客参观的风阻尼器。

2015年8月8日,101搭设遭受了苏迪罗台风的猛烈进攻,阻尼器摆动幅度达100公分之大,摆动幅度创历史最大,也正是因为它的存在,才保护了这座高508米的巨大建筑。

第二个例子就是上海环球金融中心,它的设计方式很特别,安装了两架风阻尼器,而且还是中层,大家就纳闷了,不是应该安装在高层吗?

其实它不仅仅在中部安装了风阻尼器,而且还安装了驱动装置,让这两个神奇的物件进行配合,不仅可以让大楼屹立不倒,而且还能最大限度地减小楼体的晃动幅度。

作为中国第一高楼的上海中心大厦,自然也安装了中国最顶尖的风阻尼器“上海慧眼”,它位于大楼125和126层,距地面高度583.4米,重1000吨。

与传统的风阻尼器不同,它并不是将风阻尼器安装在大楼楼顶,而是运用了电磁的原理。同时它也是世界上最重的风阻尼器,让我国风阻尼器的科技推进了一大步。

阻尼器的原理和作用(阻尼器是干什么用的)

但是身为世界第一高楼的迪拜塔并没有安装风阻尼器,它又是怎么在强风中保持稳定的呢?

迪拜塔共有162层,总高828米,是世界第一高楼。它之所以没有采用阻尼器,是因为这座楼的形状和设计有极好的抗风性能。

这座楼采用了三角形设计,在遭受强风袭击时,三角造型会将强风带来的冲击力分散,另外,这座楼底部宽大,然后依次向上递减,这样就使得越高的楼层受风面积越小,自然不用安装风阻尼器。

还有人问了,现在的深圳赛格大厦还能装风阻尼器吗?

阻尼器的原理和作用(阻尼器是干什么用的)

实际上,风阻尼器也不是张张嘴就能装上的,风阻尼器的设计和安装需要与大楼本身的参数高度匹配才行,它的重量一般在大楼重量的1%左右,就算设计出来了,也不是想装就能装的。

这些高楼正是因为有了风阻尼器,才能在狂风暴雨中屹立不倒,这都是人类智慧的象征。除此之外,阻尼器在各个领域都有广泛的应用,例如汽车上安装阻尼器能有效减少车体的震动,发生碰撞时还能抵抗冲击力,从而最大程度的保障司机的安全。

风阻尼器除了能抗风,还能抗震,降低地震对建筑物顶部的冲击。随着科技的发展,阻尼器的使用也一定会普及。

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  • 本文由 发表于 2022年7月16日 00:24:51
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