台风“灿都”来袭，上海中心大厦如何迎战？

上海中心大厦是上海一座巨型高层地标式摩天大楼，设计高度超过了附近的上海环球金融中心，整个建筑主体为地上127层，地下5层，总高为632米。

2021年7月25日台风“烟花”来袭，上海中心大厦125层的阻尼器有节奏地摆动，以削减台风造成的楼体晃动，保持申城第一高楼的安全。

2021年9月13日台风“灿都”再次袭击申城，上海中心大厦楼顶重达1000吨的电涡流阻尼器再次出现摆动，用来抵消狂风给大楼带来的摇摆，设在上海中心大厦125层，具有强烈艺术感的抗风神器“上海慧眼”的摆动肉眼可见，它是我国首个自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，也是国际上首次将电涡流阻尼用于超高层建筑的风阻尼器，最大的摇晃幅度达到1.4米左右，但这仍不影响大厦的使用。

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上海中心大厦的阻尼器位于大厦125层，又被称为“上海慧眼”，它由配重物和吊索构成，类似巨型复摆。该阻尼器由12根钢索吊在大厦内部，每根钢索都长达25米。“上海慧眼”被安装在大厦的倒数第三和第四层，距离地面583米。据悉，阻尼器可以降低风致峰值加速度，降低的幅度超过43%，可以令大厦内90%的人感受到较大的舒适度。

值得一提的是，上海中心大厦的阻尼器是我国首个自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，也是国际上首次将电涡流阻尼用于超高层建筑的风阻尼器。

上海中心大厦承受的风力有多大?

从灿都的中心到上海中心大厦大约169千米左右，在7级风圈内，风速大约在13.9~17.1m/s左右，从这些参数来看，似乎风速并不高，但这只是表示持续风速，因为城市建筑群的风洞效应，可能会让瞬时风速远远超过持续风速。

上海中心大厦的500米高度处抗风等级为50m/s，大约是15~16级，看来即使是“灿都”台风中心从陆家嘴通过都没啥大问题，而且灿都现在的风速已经有所下降，大约在42米/秒。

上海中心大厦如何抗击台风？

现代大楼很少有像金字塔形状设计，在强风中巍然不动的！为了保证其功能性以及美观等多方的考虑，都都会设计得又高又细，比如上海中心大厦就高达632米，因此就不得不考虑几个问题，首先就是地震时的抗震问题，另一个则是强风时的风振问题。

抗震问题比较好理解，但为了解决强风时的风振问题，在大楼的设计时，一般会风洞外形修形、大楼结构阻尼设计、主动阻尼控制抵消等方面进行综合考虑设计。

首先，上海中心大厦流线型非常特殊，大楼从底部开始到顶部是一个不断扭转且大小快速改变的形状，这让风吹过大楼时脱离的时间与频率都不一致，难以形成统一的频率，从空气动力学效应上会阻止涡振的发生。

其次，大楼设计时加入的各种结构阻尼措施，这种方式最早可追溯到很久以前，比如1930年代建造的帝国大厦，看上去没有单独的阻尼设计，但其实通过内外壁建材的差异，已经达到了结构阻尼的目的。后期由于大楼更高，结构也更复杂，但由于技术的进步，结构阻尼的花样也千变万化，比如世贸双子大厦采用的是粘弹性阻尼器。

到了后期大厦建造中使用钢结构和水泥结构件间的阻尼不同变形程度来提供大型结构的阻尼，比如香港中银大厦和上海环球金融中心，巨型结构柱、巨型斜撑和环带桁架中，巨型斜撑内灌混凝土，不仅增加了结构的刚度和阻尼，还能防止斜撑侧板屈曲。

除此之外，液压阻尼或者剪力墙结构与USD防震装置阻尼器等都是常见的结构阻尼装置，当然这些结构或者设备的目的就是吸收建筑物形变，避免产生更大振动。

最后，主动阻尼装置的采用是大楼抗震的有效措施，更有利于保证大楼的安全。

在大楼顶部设计一个大质量的物体，有利于稳定整栋大楼，减轻大楼的晃动率。如果能将这个配重设计在超级计算机控制下以晃动的反方向运动抵消晃动那效果会更好，而上海中心大厦在125~126层、重达1000吨超级巨无霸的主动阻尼装置，是目前世界上最重的摆式阻尼器质量块，为国内外首创，上海中心大厦是首次采用这项技术的超高层建筑，而这个阻尼器不仅可以帮助超高层建筑保持楼梯稳定和安全，对于风暴作用在高楼上的机械能还可以通过阻尼系统，最终转化为热能消散。通俗地理解就是在遇到较大风力时能减小建筑物的摇晃。

对于诸如上海中心大厦这样的摩天大楼，就采用了主动阻尼装置， 用了一个1000吨级的配重来稳定大楼。上海中心大厦的主动阻尼装置，本质上是个电涡流阻尼器，它由我国自行研发，其原理就是把机械能转化成热能消散掉。使用阻尼器后，可以阻止大厦在台风、地震中的摆动幅度，降低的幅度超过43%。抗震效果非常明显。阻尼器单边摆幅的极限是1米。在台风中就是要让阻尼器也活动起来，起到保护大厦的效果，如果不摆动，大厦反而可能会出现危险。