台风到岸前，632米高楼顶部的“摆动舞”其实在护楼
风中舞动的树叶儿
7月11日下午，一段上海中心大厦顶部阻尼器来回摆动的视频在网上流传，画面里那个包在“上海慧眼”外壳里的大球不断移动，灯光把它的摆幅照得很清楚。很多人好奇，台风还没真正登陆，为什么高楼已经“开始工作”了？这到底是危险信号，还是正常防护动作？
台风动静两头传来，上海已先感受风力 台风“巴威”于7月11日23时20分左右在浙江玉环坎门街道登陆，登陆时中心附近最大风力13级，40米每秒，最低气压955百帕。随后在12日0点前后，在温州乐清清江镇再次登陆，最大风力13级，38米每秒，最低气压960百帕。可是，阻尼器在7月11日大约16时就明显开始摆动了，怎么回事？
回答其实很直白，台风不是针尖大小的东西，它的风场能扩展几百公里。7月11日17时，巴威的七级风圈半径仍有300至500公里，长江口和杭州湾早就被外围大风影响。地面风、近地面植被和建筑造成摩擦，风速受限，但海拔更高的位置摩擦小，风往往更强。上海中心阻尼器所在约583米高度，远离地面摩擦层，自然先感受到上层风力。再说，风不是恒定的，绕过建筑会产生脱落的涡流，推力时强时弱，出现交变力就可能把建筑带进可听见的“摆动节奏”。
1000吨阻尼器不是把楼“压住”，而是和楼“较劲” 那这个重达1000吨的装置到底怎么工作？很多人把它想成把楼顶压死的大砝码，不动即可稳楼，问题在于这完全不是设计思路。实际结构由一个巨大的质量块、12根约25米长的钢索、阻尼装置和保护结构组成，像一个巨型复摆悬在楼顶。当楼体在风力作用下晃动时，这个质量块会以自己的惯性不完全跟随，形成相位差，进而对楼体产生反向惯性力，抵消一部分振动。
可以打个比方，船上有人晃，另一个人往反方向动一动身体，船晃得会小些。阻尼器就是这么一个“自发反抗”的质量块，关键在于调谐得准，能在最需要的振动频率附近发挥最大作用。它不是被动待命的摆设，也不是按下按钮才开始工作，风一强，建筑一动，装置就自动响应，摆幅增大时我们才能用肉眼看到它。
不是液压接触，而是看不见的电磁缓冲在消能 那它怎么把能量消掉？上海中心用的是电涡流阻尼技术，质量块下方有磁体和金属导体，彼此相对移动时，导体里会产生电涡流，电涡流又形成阻碍运动的磁场，机械能被平稳地转成热量。这个过程没有油泵、没有摩擦片，磨损少，也便于调节阻尼强弱。说白了，摆不是靠摩擦刹死，而是靠电磁“看不见的枕头”慢慢吸能。
阻尼器的目标不是把楼动得零，而是让人感受更舒适 高层建筑在风中产生位移，是被允许的，工程上不会把楼设计得绝对不动，那样材料消耗大，结构反倒不合理。真正要控制的两件事，一个是结构安全，确保梁柱、核心筒不超载，另一个是使用舒适度，晃得厉害，人会头晕、恶心。上海中心这套阻尼系统可以把风致峰值加速度降低大约40%，这是个能让人在高层里不至于晕车的差距。
同类技术在别处也有应用，台北101装有约660吨的调谐质量阻尼器，曾在台风和地震中发挥作用。还有一类不是楼房的例子，2000年开通时伦敦千禧桥出现步行动态晃动，后来工程团队加装了阻尼器，桥面稳定下来。看到这些，你会更容易理解，消振不是哪栋楼的专利，而是大工程面对振动时常用的手段。
不过，也有不同的思路和结果 有些超高建筑没把目光全部放在显眼的大质量阻尼器上，而是通过外形、分级塔身和刚度提升来减少风致振动，比如一些迪拜的超高塔用阶梯式塔身把涡振分散，整体晃动较小。结果呢，这类楼顶的阻尼器位移不明显，肉眼看起来“没动”，但并不代表它们对风没做准备，方法不同而已。
那我们应该担心吗？现在要做什么？ 短答：不用恐慌。阻尼器动，说明风确实强，装置在工作，帮楼少晃一点。气象台已经发布预报，上海沿海和杭州湾预计在11日20时至12日20时出现9至11级大风，阵风可达12至13级，上海将台风预警升级到黄色，防汛防台响应提升到三级。对普通市民来说，注意官方预警，少上高空露台，固定好窗户和松动物品就够。
说到底，这类巨型阻尼器不是噱头，它们在台风天的每一次摆动，都是在把能量从楼体里抽走，让632米的建筑少晃一点，里面的人就不会那么难受。下一次看到这样的画面，不要只惊叹它的体积，想想它是在辛苦地“顶风而立”。
热门跟贴