防台风阻尼器原理，阻尼器原理演示

台风“烟花”来袭。7月25日，上海中心大厦125层的阻尼器开始有节奏地晃动，以减少台风造成的大楼晃动，维护上海第一高楼的安全。为什么‘楼宇镇压武器’的阻尼器会晃动？如何减少高层建筑的晃动？所有高层建筑都应该安装阻尼器吗？

【“阻尼器”如何减少晃动】

阻尼是一个物理术语，指的是力的衰减和能量的耗散。什么是阻尼器？

事实上，阻尼器是一种通过提供运动阻力来减少运动能量的装置。上海科技大学物理系副教授、中国人工智能研究院科普工作委员会委员田伟介绍，阻尼器的主体部分是一个悬挂的百吨配重物体。它通常使用悬挂在300m或更高高度的钢缆。这是一种利用传感器检测强风吹来时风的强度和建筑物晃动程度，并利用计算机通过弹簧和液压装置控制配重物体向相反方向移动，以达到平衡的目的。减少晃动程度。建筑物摇晃。多种阻尼器已被应用于航天、航空、军事、机械等行业来减少振动和能量损失。从20世纪70年代开始，人们开始越来越多地将这些技术应用于建筑物、桥梁和铁路等结构项目。

位于上海中心大厦内的“上海之眼”下方有一个1000吨重的阻尼器。图片来源齐英璞

“阻尼器的工作原理就像一个人爬上晃动的‘网红桥’，向晃动的‘网红桥’的反方向移动身体，以达到平衡。”田伟解释道当风向某个方向吹来时，配重就变得像一个巨大的“钟摆”一样顺风向摆动，风阻尼器产生与风向相反的力，减少建筑物的晃动，抵消冲击力建筑物的。强风对建筑物的影响。使用该装置，强风作用在建筑物上的加速度可降低约40%，因此建筑物内的人即使受到强风的袭击，也基本感觉不到建筑物的晃动。

风阻尼器还可以减少强烈地震对建筑物的影响，尤其是建筑物的顶部。

【村庄建设最有价值的武器】

众所周知，高层建筑因强风和地震而变得不稳定，存在一定的风险。而且随着楼层高度的增加，风速也会增加。因此，世界著名的摩天大楼往往都装有阻尼器。

上海中心高632m，共128层，重量85万吨。上海中心大厦高层正刮着每秒数十米的强风。即使在正常天气条件下，这座建筑所能承受的风压也比普通高层建筑大得多，特别是台风来袭时，上海中心大厦会发生剧烈晃动，最大幅度达到14m。

这么高的楼，左右晃动14米，不是会倒塌吗？

田伟介绍，上海中心大厦首次采用涡流调谐质量阻尼装置，这在我国也是一项创新技术。衰减系统可以将击中建筑物的强风的机械能进行转换，并最终转化为热量。通过耗散能量提高建筑物内部的舒适度。

上海中心大厦的阻尼器位于大楼125层，也被称为“上海之眼”，由配重和吊索组成，类似于一个巨大的复合摆。这是一个重1000吨的风阻尼器，是世界上最重的风阻尼器，相当于现有建筑的约0.118%。这个巨大的阻尼器有12根25米长的钢缆悬挂在建筑物内。“上海之眼”安装在地上583m，位于大楼地下三层和四层。

当强风吹来时，这个巨大的复合摆会向风吹来的方向摆动，用自身的摇摆来抑制建筑物的摇摆。根据建造上海中心大厦的上海建筑工程有限公司提供的数据，阻尼器将风引起的最大加速度降低了43%以上，从而为建筑物内90%的人带来了更大的舒适度。上海科技大学环境建筑系总工程师徐建设表示，如果不安装阻尼器，瞬时加速度会增大，人会感受到更大的晃动。感到头晕并且感觉不太舒服。

上海中心大厦阻尼器的单边摆动极限为1米。受2019年台风利奇马影响，阻尼器一侧振动宽度超过50厘米，瞬时峰值达到70厘米，创下上海中心大厦开业以来最大摆动宽度。这次，由于台风‘烟火’的影响，阻尼器的振动幅度并没有超过‘利奇马’。

事实上，除了阻尼器之外，上海中心大厦在施工初期就通过尖端的风洞实验计算出，建筑流畅的轮廓和120度扭曲的造型减少了建筑因风而产生的晃动。比同尺寸的好。矩形建筑的风阻降低24%。

【高层建筑有必要安装吗？】

阻尼器是减少建筑物晃动的装置，是不是所有高层建筑都需要安装阻尼器呢？专家表示，高层建筑的抗风、抗震主要取决于建筑的结构和外观设计，需要“自硬化”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”。一方面，减少晃动，优化体验，提高建筑质量，同时提高结构的耐用性。根据我国相关规定，建筑物内不强制安装阻尼器。田伟介绍，一般建筑高度超过300m时，必须安装阻尼器。

不同的阻尼器的类型略有不同。例如，在一些国家，地震频繁，因此阻尼器的设计更多地考虑了地震的影响。上海台风较多，阻尼器在设计时更多考虑的是抗风能力，故又称风阻尼器。韩国首个大型防风装置安装在台北101大厦，这里曾经是世界上最大的防风装置，也是世界上第一个作为旅游景点开放的设施。上海这个高楼林立的城市，有两座摩天大楼带有阻尼器上海中心大厦和环金融中心。

照片显示了台北101大楼的风阻尼器，这是一个重达660吨的巨大钢，悬挂在大楼的88层至92层，利用秋千来减缓大楼的晃动。

附世界著名摩天大楼阻尼器位置

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一、大楼的阻尼器什么原理？

1、建筑阻尼器原理

传统的抗震方法是通过结构本身的塑性变形来耗散地震能量的方法，其本质是利用结构本身及其构件作为“耗能”要素，这不可避免地会对结构造成不同程度的破坏。可能造成严重损坏甚至倒塌。结构控制是指在结构中安装控制装置，使控制机构和结构能够抵抗地震等动力作用，降低结构的动力响应。

2、优点

将耗能型减震器附着在结构上的减震方式是一种受结构被动控制的摩擦阻尼器，作为耗能装置，耗能能力较强，因此载荷大小和频率几乎没有影响。该结构简单、材料易得、成本低，具有良好的应用前景。特别是在控制近断层结构地震反应和控制中高层结构地震反应方面具有无可比拟的优势。摩擦阻尼器控制结构振动的机理是阻尼器在主要结构构件屈服前在预定载荷作用下滑动或变形，依靠摩擦或阻尼来耗散地震能量。它通过减少地震输入来达到延长结构变形后的自振周期，降低结构地震反应的目的。

二、高楼防台风大摆锤原理？

大摆锤的主驱动装置采用电机驱动的回转轴承，使电机能够灵活跟踪摆锤的摆动，实现不均匀旋转。采用配用气缸的摆锤来实现大的摆动。摆锤配有全功能电器柜和大摆锤辅助电器，可以保证电机的启动和安全运行。电气柜内装有驱动装置和门铃按钮的控制电路。使用起来非常简单和安全。

大摆是一种简单的摆，其中一个质点悬挂在一条长度恒定、质量可忽略不计的绝对柔性线上，使其在重力作用下在垂直平面内作周期性运动。摆钟就是根据这个原理制造的。摆是一种理想化的物理模型，由理想化的摆和摆线组成。摆线以细的、不可拉伸的、质量可以忽略不计的线形式提供。摆的密度较高，的半径也比摆大。摆线的长度要小得多，因此摆可以被认为是一个粒子，而简单摆则由摆线和摆组成。

大摆锤的动力来源各不相同，有的依靠电力，有的利用弹簧驱动齿轮，有的利用重锤的重力在点之间来回移动。

迪拜的哈利法塔是世界第一高楼，也是世界第一高楼，高度达到828米。事实上，设计师从设计之初就已经考虑到了这个题，而高层建筑最敏感的题就是强风。如果不采取正确的措施，台风肯定会产生巨大的影响。

但实际上，设计者已经采取了预防措施，在高层区域安装了“调谐质量阻尼器”。

在外激振力作用下会产生振动，采用***振来减少振动。当风吹北时，阻尼器可以摆动到相反的位置，直接消除或减少振动。

关于防台风阻尼器原理的相关话题，本文对阻尼器原理演示这样的内容已经进行了解，希望能帮助到各位！