摩天楼如何抵御超级台风？
2019-08-11 14:14:08   来源：东方头条   

2019年第9号台风“利奇马”于10日1时45分前后在浙江温岭沿海登陆，最大风力16级。毫无疑问这是“风王”级别！

台风对人类的危害有目共睹，每年都有无数建筑物毁于一旦，人们因它而流离失所，蒙受巨大经济损失。而中国沿海经济带，尤其是广州、深圳、上海等强城，近些年超高层林立，为什么都安然无恙呢？它们不是更应该“楼大招风”吗？这些摩天楼在面临超强台风时，是如何做到抵御台风而屹立不倒的呢？

事实上，在现代建筑科技的加持下，这些看似弱不禁风的摩天大楼远比一般的建筑要安全。本文简述这其中的五大原因！

超高层建筑通常都是城市的重点建筑，它的造价远远高于一般建筑，安全性更是重中之重。想要在地震台风中立得住，首先材料得给力；其次，高层建筑的结构形式也与众不同；另外，大楼顶上都会有一个被称为“定楼神器”的阻尼结构；此外，为了抗风，高层建筑的外观同样重要，通常设计为圆柱形。

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建筑材料给力

相比一般建筑，超高层建筑的钢筋和混凝土标号都很高，强度通常可以达到普通钢材和普通混凝土的两倍。其次，高层建筑往往会采用预应力构件，抵抗外力作用的能力比普通构件高三五成。

此外，高层建筑中还经常使用钢管混凝土构件。它在钢管内填充混凝土，在外面钢管的约束下，混凝土的抗压能力被发挥到极限，承载力之高宛如一根纯钢的柱子。正是有了这些先进的材料和结构构件，高层建筑才有了其存在的基础。

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结构形式与众不同

对于超高层建筑而言，通常会采用一种核心筒结构，外面“软”，里面“硬”。在大楼的内部，有一根与大楼等高的核心筒，它并不是严格意义上四面封闭的“筒”，而是一个有很多开口，但墙体极厚、内部配筋极多、强度极高的结构。在受力上，它就像是整座大楼的一根骨骼，撑起整座大楼。

建设中的大楼，中间的就是核心筒。

由于墙体厚、开口小，这一结构通常被用来充当电梯井。而外面附着的框架则可以提供面积很大的整体性空间，供人们使用。当台风、地震等巨大的横向力袭来时，核心筒可以与周围的稀疏框架相互配合，协同受力，形成双重抗震防线。

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楼顶装有“定楼神器”

尽管有了上面的这些措施，大楼的安全性已经不太成问题了，但因超高层大楼的高度太高，容易形成共振。下面一层晃动一厘米，楼顶就要晃动一米。要想解决这个问题，就得靠被称为“定楼神器”的阻尼器了。

所谓阻尼器，通常是一颗挂在大楼楼顶的大钢球。我们最熟知的阻尼器，就是台北101大厦楼顶供人们参观的那颗。

调谐质量阻尼器在101大厦中的布置情况

台北101大厦楼顶的阻尼器

这些大钢球通常重达500吨以上，当台风到来时，大楼不由自主地晃向一端，而大钢球则由于惯性停留在原位不动。这样一来，就会拉住大楼，让它轻点晃。这就相当于为大楼的振动施加了巨大的阻尼，“阻尼器”的名字正是由此得来。

有些大楼的设计者还把大钢球替换成了等重的消防水箱，平时可以充当阻尼器，特殊情况还可以拿来灭火。

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建筑外观很重要

建筑物承受荷载靠的是内部的结构构件，外观设计则更多的要考虑美观。那是不是这些肩不能扛、手不能提的外墙面形状就和大楼的受力毫无关系了呢？还真不是。它们与风力的作用息息相关。

大风吹过，同样等级的大风作用在不同形状的楼上时，大楼受到的力是不一样的。圆柱形大楼受到的风力就要远远小于正方形或者不规则形状受到的风力。

高延性混凝土

最近入选美国《建筑文摘》发布的‘过去五年重新定义建筑界的十三座建筑’名单的上海中心大厦，在抗风上是个经典之作。该项目设计单位 Gensler 以圆润而略扭曲的形体，让建筑减少了24%的风荷载。