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所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

由 盒子裡的密探 發表于 旅遊2022-10-22
簡介從原理來看阻尼器的工作方法還是很原始的,但它卻是一種行之有效的方法,世界上的大多數高樓修建,採用的都是阻尼器來穩定建築結構

高樓為何不倒

小孩子見到

高樓大廈

,總是想著會不會倒塌下來,它們在大風當中又能堅持多久。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

事實上,世界上所有的高樓都在大風中

搖曳

,為啥他們能安然地屹立百世無恙呢?

高樓而定建造規則

樓層越高遭受的風力也就越強,這個時候如果樓層的

質量

不過關,或者是樓層頂部出現空曠的現象,很有可能出現“

高樓蹦迪”

的情況。

其實,不論樓層建造的

質量

多麼高,材料有多麼完全,

都會出現一定幅度的搖擺

,關鍵是,這種搖擺的幅度得在一個範疇之內。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

我國建造一座高樓需要

嚴格的審批

,其中的就有關於高樓建成之後,抗風能力的考核標準。

標準當中指出,在建造不高於150米的高樓時,

其頂部的安全搖擺範圍必須限制在一千分之一以內

如果建築的高度達到150到250之間,頂部的安全搖擺範圍

五百分之一

以內。

在建造300米的高樓時,還有其特殊的

檢驗標準

,商家們為了能夠使得自己建造的高樓達到標準,想盡了一切辦法。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

有的在外形設計上有著

精妙的構想

,透過結構設計來減緩風力,有的則是從樓層的內部出發,平衡內外部的力量。

有的甚至不惜耗費珍貴的

建造材料

,讓大樓本身有著過硬的質量。

所有的因素結合起來,讓世界無數的

高樓

在風中屹立百年而不倒。

“阻尼器”

阻尼器,又被稱作是大樓的

“定風丹”

,在大樓開始搖擺的時候,

阻尼器便被喚醒開始工作

,而且還不需要過多的人工操控。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

簡單來講阻尼器就是一個質量很大的

“秤砣”

,它主要是放置在大樓的中間部位,透過特定的裝置連線。

當風力搖擺起來的時候,

阻尼器

便開始了它的工作,

它就像個牆頭草一般

,當風力往左吹的時候,阻尼器便會向左偏移。

當風往右邊吹的時候,阻尼器便往

右邊偏

,像是“牆頭草”一般的東西是如何成為大樓的“定心丸”的呢?

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

它的秘訣就在於延遲性,比如當風力將大樓吹得

向左

的時候,阻尼器還並未滑動,等到十幾分鍾或者是半個小時之後,阻尼器才會

停在左邊

這時風向已經改變,向右吹拂,左邊的阻尼器產生的重量與向右吹拂的風力基本

抵消

,樓層就不會產生太大的搖擺。

總之阻尼器的效果就是在

延遲

的效果下,隨著風的方向相反擺動,

達到調節高樓擺動幅度的效果

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

從原理來看阻尼器的工作方法還是

很原始

的,但它卻是一種行之有效的方法,世界上的大多數高樓修建,採用的都是阻尼器來穩定建築結構。

除開建築本身的質量之外,在平時

無風

的時候,

阻尼器下邊的特殊結構會減輕阻尼器的重量

這也是為了建築的耐久性,畢竟如果一直被

重物壓制

,再好的建築也會衰減壽命。

根據風力的大小,採用

特殊結構

來調節阻尼器本身的質量,非常的方便好用。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

當然,想要在建築上放置阻尼器,本身的

質量

還得過關,因為阻尼器的特殊結構並不能消減全部的重量,建築本身必須時刻承受一部分重量,特殊結構更多的是起到一種調節作用。

不然到時候讓

建築倒塌

的就不是風,而是阻尼器帶來的重力。

我國上海中心大廈就存在有世界上最重的阻尼器

,它的重量達到了1000噸。

根據大廈中心的官方稱,該阻尼器的調節效果最高

可達40%

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

世界上最重的阻尼器

換句話說建築物本身的搖擺幅度超過了規定值的40%,人家都能給調節回來。

在這40%的調整幅度當中,能夠讓

90%以上

的在內人員,幾乎無法感受到建築物的擺動,給予人們安全、舒適的環境。

當然阻尼器的形式是多種多樣的,

位於廣東的廣州塔就採用了水箱式的阻尼器

,進行調節。

由於廣東常常遭遇颱風襲擊,風力強度

變化幅度

大,這個時候對於高層建築的調控也需要更加精準和及時。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

普通金屬製作的阻尼器肯定無法做到,所以在

塔頂

,建造人員就用來兩個巨型的水箱來穩定塔身。

兩個巨型水箱的載水量為

20萬升

,還具有防火的功能,非常的實用。

在我國的臺灣台北的

101大廈

當中的阻尼器則是一顆金屬球體,阻尼器的位置在大樓的第92層。

在上海大廈的阻尼器出現之前,

101大廈的阻尼器曾是世界之最

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

滑動式的阻尼器能夠減少本身的延遲性,海上風力

變幻莫測

,對於臺灣來說也是相當適用。

“結構式”

利用大樓本身的結構來降低風中的

搖擺幅度

,則需要前期更多的構思,

以及大膽的工程建造師

因為所有的前期構想都是

理論

,實際情況與理論存在多少偏差,誰都不清楚,如果建造之後不合格,帶來的虧損是難以估量的。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

世界第一高樓就沒有采用阻尼器,這座高樓完全憑藉設計師精巧的設計方式,完美讓這座大樓

平穩執行

這座大樓位於迪拜,人們將它稱為

迪拜塔

迪拜塔的設計結構採用的是下寬高窄的方式

,這是一個很平常的思路,可以有效穩定塔自身的搖擺。

其最精巧的設計結構在於,塔的本身採用的是

複合型

的設計結構,塔身分作好幾組結構,每組結構向上面積逐漸遞減,都像是一層獨立的地面搭建起來。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

不僅如此,每組結構之間採用三角形來

穩定自身

,看似獨立又相互支撐,擁有嚴謹的幾何結構。

這種結構能夠有效分散風力,

大樓的結構之間又相互支撐,自然有著很好的抗風性

迪拜塔的設計思路來源於沙漠的

蜘蛛蘭

,螺旋狀的排列結構能夠最大限度地抵禦風沙,當運用到建築之後,其效果自然是不言而喻的。

迪拜塔還注重了本身的美感,整體結構又考慮到與周圍建築的

契合性

,可以說既好看又好用。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

強大的設計材料

通常在整體建造完成之後,很多建築物會在自身“貼上”一面幕牆。

顧名思義,幕牆就像是

一堵牆

,但是更像是牆壁的裝飾,像幕布一般掛上去,本身承擔著多種功能性結構。

幕牆本身的質量輕,是普通磚牆的十分之一

,採用柔性的設計方式,讓建築本身擁有更高的抗風減震能力。

再加上幕牆本身的

造價低

,可以進行藝術化的設計。

在現代科技的進步下,一些幕牆甚至還可以安裝上光伏電板,有效地將太陽能運用起來。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

玻璃幕牆

可以說幕牆的使用是建築行業的

一大趨勢

中國建築科學研究院就曾經拿有幕牆的建築與無幕牆的建築進行了

實地對比

,結果發現,建築裝上幕牆之後,抗震的能力是無幕牆的五倍之多。

隨著時代的發現,

在國外已經興起了雙幕牆的結果設計

,其通風的原理在兩層幕牆之間,利用專業裝置達到與自然界的空氣交換的目的。

這種雙層幕牆能夠有效降低建築的

冷負荷

,降低建築物內外的噪音影響,減少建築內的熱能消耗,抗風能力也得到進一步提升。

所有的高樓都在大風中搖曳,為何能夠安然屹立,百世無恙呢?

尤其是德國、英國兩國,運用得

最為廣泛

,我國雙幕牆的運用只有少部分建築擁有,畢竟只是考慮抗風能力,我國已經有著成熟的技術去解決。

不過幕牆也會帶來光汙染等問題

,也算是有利有弊,就像是科技給人類帶來的變化一般,未來如何降低弊端,這是所有科學家面臨的一個問題。

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