我國(guó)由于鋼產(chǎn)量和混凝土使用量的優(yōu)勢(shì)，在高樓層的發(fā)展方面具備了很好的物質(zhì)基礎(chǔ),，幾乎每個(gè)城市都有著數(shù)量龐大的高層建筑群,。但是從理論上來(lái)說(shuō),，高樓層是不符合重力原理的，相同的建筑面積,，樓層越高,，建筑的穩(wěn)定性能會(huì)相應(yīng)減弱，因?yàn)樗鼈儽纫话憬ㄖ蛹?xì)長(zhǎng),。尤其在面臨臺(tái)風(fēng),、地震這些自然災(zāi)害時(shí)，照理說(shuō)應(yīng)該是更容易出現(xiàn)倒塌的,。

可事實(shí)卻恰恰相反,，比如屹立于上海陸家嘴的上海中心大廈，在2018年的臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境時(shí),，擺動(dòng)幅度達(dá)到了1.4米,。如果這個(gè)時(shí)候你剛巧在大廈的高樓層，那么你會(huì)很明顯感受到大樓的晃動(dòng),，甚至?xí)a(chǎn)生強(qiáng)烈的眩暈感,。

2021年7月24日晚上，臺(tái)風(fēng)“煙花”即將登陸,，浙江多地出現(xiàn)“海水倒灌”的情況,，在遍布河南暴雨的新聞中異常顯眼。煙花從浙江殺到江蘇,，然后直奔上海,，上海中心大廈再次出現(xiàn)擺動(dòng)。

臺(tái)風(fēng)煙花的路徑

上海是沿海城市,，經(jīng)常會(huì)接受臺(tái)風(fēng)的洗禮,。一般的住宅辦公樓都需要考慮抗風(fēng)設(shè)計(jì)，更不用說(shuō)高度位列世界第二,、全國(guó)第一的上海中心大廈,。

上海中心大廈為什么可以在經(jīng)歷過(guò)這么多次的臺(tái)風(fēng)后，還能毫發(fā)無(wú)損呢,？

我們首先全方位了解一下6號(hào)臺(tái)風(fēng)煙花,，更加深切地感受一下它的威力，以便更直觀地看到中心大廈的抗風(fēng)性能有多厲害,。

第一,，煙花中心附近的風(fēng)力可達(dá)16級(jí)（52-55米/秒）以上。在它距離上海還有1000公里的時(shí)候,，上海已經(jīng)狂風(fēng)大作,。并且，它還十分詭異地兩次登陸上海,。25日再次到達(dá)上海后,，導(dǎo)致36.2萬(wàn)人轉(zhuǎn)移,，所有到上海的高鐵列車(chē)停運(yùn)、航線停飛,。成年男子在路上寸步難行,，有樓房的陽(yáng)臺(tái)也被直接吹翻。第二,，它體格龐大,，移動(dòng)的速度非常慢，而且擁有很多水汽,，這也是為什么河南,、河北、安徽等地的暴雨一直停不下來(lái),。

臺(tái)風(fēng)煙花的路徑

下面我們來(lái)看,，上海中心大廈是怎么做到安然無(wú)恙的？

• 首先,，上海中心大廈的定樓神針功不可沒(méi)

26日時(shí),，網(wǎng)上有不少關(guān)于中心大廈的鎮(zhèn)樓神器阻尼器的討論,。,，這個(gè)阻尼器就是大廈的“定樓神針”。它其實(shí)就是一個(gè)外形獨(dú)特的巨型鐵塊,，在大樓被風(fēng)晃動(dòng)的同時(shí),，阻尼器便會(huì)向反方向搖晃。這樣它們就不能形成共振,，而是形成了兩股相反的作用力,，以此來(lái)削弱大樓的擺動(dòng)幅度。

2021年,，深圳的賽格大廈出現(xiàn)晃動(dòng),，就是因?yàn)榇髽堑恼饎?dòng)頻率恰巧與風(fēng)同步了，形成了共振,。如果這座大廈里也安裝了阻尼器,，那么不到五級(jí)的風(fēng)力就把這么一座大廈吹得搖晃的情況，也不會(huì)出現(xiàn)了,。美國(guó)的漢考克大廈也出現(xiàn)過(guò)這樣的情況,，后來(lái)他們?cè)陧敇茄b了兩個(gè)幾百噸重的大鉛塊，問(wèn)題便解決了,。

這個(gè)共振原理,，這就像我們坐車(chē)，車(chē)起步向前時(shí),，乘客身體由于慣性往后倒,。剎車(chē)時(shí),，乘客又由于慣性向前撲。假設(shè)車(chē)是大樓,，那么乘客就是阻尼器,。不一樣的是，阻尼器和大樓有能量交換,，阻尼器的每一次搖擺,，都是對(duì)大樓晃動(dòng)的反方向干擾，由此減輕了大樓的晃動(dòng)幅度,。

阻尼器實(shí)驗(yàn)

中心大廈的阻尼器重達(dá)1000噸,。很多其它的超高層建筑也都會(huì)配置阻尼器。比如世界最高的大廈哈利法塔,，臺(tái)北的101大廈,。而廣州小蠻腰的阻尼器有點(diǎn)特別，它被做成了消防水箱,，水箱平時(shí)是阻尼器,，而一旦建筑物發(fā)生火災(zāi)，水箱里的水可以噴淋兩個(gè)小時(shí)進(jìn)行滅火,。

• 其次,，也必定離不開(kāi)合理的結(jié)構(gòu)

在結(jié)構(gòu)上，大廈用的是筒體結(jié)構(gòu),，在大廈的中心,，有一個(gè)類(lèi)似于煙囪、樹(shù)干,、傘柄之類(lèi)的空心柱,，這個(gè)空心柱可以用來(lái)統(tǒng)籌和平衡推力和拉力，分散每一個(gè)方位所產(chǎn)生的力,。

這是因?yàn)橹行拇髲B與大多超高層建筑相同,，四處剛度并不均勻，而這個(gè)“筒”,，就像一棵樹(shù)的樹(shù)干一樣,，即便向陽(yáng)的一邊更加茂密，背陰的一面稍顯稀疏,，也不至于失去了平衡（假設(shè)大樹(shù)不靠根扎入泥土）,。

我們?cè)谥車(chē)囊恍?xiě)字樓里也可以看到這種核心筒結(jié)構(gòu)，大樓的中間是“筒”,，這個(gè)筒通常被做成電梯井和樓梯間,。環(huán)繞著這個(gè)“筒”的，是一家家企業(yè)辦公室或者商鋪的店面,。

上海中心大廈鳥(niǎo)瞰圖

• 而且,，中心大廈在外形的設(shè)計(jì)上也充滿了細(xì)節(jié)

大廈的外觀整體上是螺旋式上升的,，這種形態(tài)在不同的層高上旋渦脫落頻率不同，因此難以形成共振,。

旋渦脫落的意思就是,，當(dāng)來(lái)流風(fēng)速增加到臨界值時(shí)，建筑周?chē)a(chǎn)生漩渦脫落現(xiàn)象,，從而造成渦激振動(dòng),。

螺旋脫落現(xiàn)象

通過(guò)設(shè)計(jì)，削弱渦激振動(dòng)與大廈樓層方向的一致性,，從而減小建筑風(fēng)荷載,。上海中心大廈采用的圓角設(shè)計(jì)、錐形建筑,、不對(duì)稱(chēng)形體便是優(yōu)化方法,。

上海中心大廈立面形態(tài)最重要的特征是建筑沿高度的扭轉(zhuǎn)角（120度）、建筑朝向和建筑沿高度方向縮進(jìn)的比例,，以沿高度方向按相同比例縮小的方形大樓為參照基準(zhǔn),。它的外墻是V字形凹槽，這也能減緩風(fēng)力,。

最高的建筑為上海中心大廈

據(jù)超高層建筑的剛性模型風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)表明,，超高層建筑表面的風(fēng)壓分布對(duì)建筑表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全使用有重要影響，大廈的設(shè)計(jì)也參考了這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。

雖然上海中心大廈很安全,，但是其它的很多建筑物都沒(méi)有這么強(qiáng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì),，所以才會(huì)出現(xiàn)有很多樓層的陽(yáng)臺(tái)都被掀翻的情況,。不管是河南、河北,、安徽,、山東等地的暴雨，還是正在侵襲著江南大地的臺(tái)風(fēng),，都希望它們可以真的像煙花一樣,，只能張狂短暫的一段時(shí)間，很快便會(huì)煙消云散,！