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2016-09-26
学堂君
科技学堂
上海中心大厦即将投入使用了，几天前，位于583.4米的中心大厦126层开放了“上海慧眼”的建筑。据报道，这个装置是高达30米，重达1000吨的阻尼器的一部分。什么是阻尼器呢？在伊娃老师在课程里我们学到了：如果在支架上方加上一个重物，支架的晃动会减小。
而这个设计也被用于超高层建筑中，被称为调谐质量阻尼器（Tuned mass damper，TMS），以用于减少大风和地震产生的晃动。在上海中心大厦、上海环球金融中心、台北101大厦的高层中，都装有调谐质量阻尼器。可以想象，超高层建筑就像一根巨大的刚性棍子，当棍子的一端仅仅是轻微晃动，而在另一端就会产生了巨大的振幅，一旦超过了设计限制，对建筑的安全必然产生巨大的影响。所以，建筑设计师就必须想方设法降低振幅，调谐质量阻尼器就是其中一种方法。
上海中心大厦的阻尼器是目前世界上最大重量的阻尼器，重达1000吨，采用的是先进的电磁阻尼原理，由上海材料研究所自主研发，填补了世界的空白。即使是外面刮着剧烈的台风，大厦内部的人也感觉不到晃动。上海中心大厦阻尼器结构（1-钢索，2-摆，3-液压减震器，4-涡流阻尼磁铁）大多数建筑中的阻尼器都是封闭的，“上海慧眼”只是阻尼器顶部的艺术装置，我们无法参观到它的主体。而台北101大厦是的阻尼器的主体是开放的，我们也可以从101大厦的调谐质量阻尼器看看它是怎样工作的。
台北市位于地震带上，又常年受到台风的影响。建造超高层建筑，对抗震和防风提出了巨大的要求。因此，台北101大厦在位于88到92层安装了巨大的阻尼器。这是一个重达660吨的质量球，相当于18辆重型汽车用八组直径90mm的钢索悬挂在举行的横梁上。下方为支架以及油压的缓冲系统。这是2015年8月8日超强台风苏迪罗席卷台湾时，阻尼器发生的巨大摆动。当时中心风速达到240km/h，阻尼器的摆动达到了100厘米，如果没有它的话，可以想象101大厦上的人早已被晃晕了。在未来，阻尼器会朝着更加智能化的方向发展。一旦地震发生，阻尼器将自动的针对晃动做出主动的反应。
这是一个未来建筑中所使用的阻尼系统，数百个小型MR流体阻尼器分布在建筑中，保证了建筑的抗震性。想了解阻尼器更多的原理，不妨从“调查体验活动”的资源包开始做起吧。订阅视频，伊娃老师带你一起创客动手做。 科技学堂科技辅导员在线学习平台微信号：sciclass