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受飓风“白海豚”影响，上海风雨高文。高达632米的我国榜首楼房——上海中心内置的“镇楼神器”，再次成为热门。
在刷屏的现场画面中，这个坐落大厦125层到126层之间的千吨阻尼器，带动艺术雕塑“上海慧眼”，以巨大惯性势能反向将狂风中摇摆的大楼不断“拉扯”回正。
作为同济大学研制小组成员之一，这几天我一直在注重着它的体现。热搜视频上的单边摆幅，尽管离2米多的单边极限尚有较大余量，但仍是有很多人忧虑：极点气候越来越频发，超高层修建怎么确保安全？
这也是咱们工程师正尽力霸占的问题。从本乡到全球，抗震减灾研讨正用一项项“刚柔并济”的发明创造，为城市超高修建的安全保驾护航。
这是上海中心大厦阻尼器上方的“上海慧眼”艺术雕塑（资料图片）。新华社记者方喆 摄
很多人误以为阻尼器是一个靠质量压住大楼的“大秤砣”，其实它更像一个“大摆锤”。只不过平常和风天，阻尼器位移不到1毫米，肉眼很难发觉罢了。
这套体系由12根长约25米的特种高强度钢索，将重达1000吨的质量块悬吊于大厦顶部。当强风推进大楼向一侧歪斜时，质量块凭仗巨大惯性向反方向摇摆，经过钢索发生反向拉力，直接抵消一部分品格振荡。
关键在于，工程师经过准确测验与调理，将阻尼器的调谐周期与大楼的自振周期（约9秒）进行匹配，直到两个数值根本符合，两者构成反相位共振，从而将大楼的振荡起伏减小近一半。
依据单摆原理，摇摆周期仅取决于摆长与重力加速度，与质量无关。由大楼约9秒的自振周期可核算，完结同频摇摆所需的悬吊长度在21米至25米之间。工程实践选用了近25米钢索，以供给满足的安全冗余。
该阻尼器前期计划为1200吨，结构工程与防灾减灾专家吕西林教授带领团队重复核算剖析、展开动力实验，发现过度添加质量反而会加剧结构担负。终究优化为1000吨，在减振效果与结构负荷之间获得平衡。
核算剖析标明，该体系可将大楼峰值振荡加速度下降45%以上，即便遭受14级强风，楼内人员也根本感觉不到激烈晃动。
巨型摆锤摇摆后怎么平稳衰减？答案藏在质量块底部的“黑科技”——全球首个使用于超高层修建的摆式电涡流阻尼技能。
在阻尼器质量块的底部，装置有125块强力永磁体，正对着铺设在楼板上的铜板。当质量块相对楼体运动时，永磁体与铜板发生相对位移，铜板内部因电磁感应发生涡电流（电涡流）。涡电流构成与原运动方向相反的磁场，发生阻止运动的阻尼力，一起将机械动能转化为电阻热能，终究耗散到空气中。
如此一来，结构的动能不断被吸收耗散，其振荡也就渐渐衰减，就像荡秋千不断蹭到空气，越荡起伏越小。
这一进程无需液压油，简直无需机械触摸，简直零磨损，体系呼应速度仅0.01秒。
值得一提的是，下一代产品已经在路上。咱们团队与上海资料研讨一切限公司联合，为在建的480米“浦西榜首楼房”——北外滩中心大厦，紧锣密鼓地研制“半自动操控阻尼器”。
新一代阻尼器能实时感知振荡改变，自动调理阻尼，风劲风小都能匹配最佳作业状况。更奇特的是一套特别油膜组织，上百吨重的质量块，几个人徒手就能推进，就像玩“乐高”相同。让咱们拭目而待！
并非一切摩天大楼都要安设此类阻尼器。一般来说，修建高度超越100米即进入超高层范畴，但是否设置阻尼器，需经过理论剖析、风洞实验与仿真核算归纳决议。
且超高层减震技能也不止一种：台北101大楼选用悬挂式钢球阻尼器，靠660吨钢球摇摆合作黏滞阻尼抵消风振；深圳安全金融中心选用自动调谐质量阻尼器，经过自动发力减小振荡；不少修建还选用调谐液体阻尼器，使用水箱内水体晃动减振，本钱较低且可兼作消防水源。
上海中心大厦的抗风规划更是一套“组合拳”。除千吨阻尼器外，经过对大厦修建造型的优化，确认了修建外表皮旋转120°，平面尺度沿竖向收缩到底部尺度的55%的最优结构受力方式，并使用根据空气动力造型抗风技能，让塔楼全体风荷载比较平等高度修建减小25%；柔性钢结构答应适度形变以缓冲外力；传感器体系完结实时监测，为阻尼体系供给现场数据。
日本东京晴空塔学习五重塔才智的“芯柱减震”、美国波士顿约翰·汉考克大厦的数百吨调谐质量阻尼器……各国工程界不断探究立异。
我国也在该范畴快速立异：广州塔使用水箱液体振荡完结“以水镇楼”；重庆来福士以柔性减震计划，完结四塔连体的“空中牵手”……
一起，AI赋能智能防灾远景宽广，如根据大模型的结构动力呼应智能猜测体系，可完结高层修建群动力呼应的秒级核算剖析，为防灾减灾供给智能决议计划支撑，助力未来“耐性城市”建造。
楼房外，风声吼叫；大楼里，人员安稳如常。这背面，是工程科学以精妙力学制衡风雨湍流，以硬核科技看护城市安定，让摩天楼宇向高成长、向稳而立，构筑起耐性十足的城市安全屏障。（作者系同济大学特聘教授、土木工程防灾减灾全国重点实验室常务副主任周颖）