上海中心大厦的126层有一个大铁球,重达1000吨,是用来干嘛的?

上海中心大厦的126层有一个大铁球,重达1000吨,是用来干嘛的?

上海中心大厦是我国第一高楼,总高度为632米,也是上海市的地标性建筑。

在大厦的125层和126层之间,安装了一个重达1000吨的大铁球,这里被称作上海慧眼,是游客的打卡地点。

好好的一座大楼,为什么要装上一个巨大的铁球呢?它到底有何作用?

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楼欲静而风不止

现代化建筑有两大特点,其一是密集其二是高度。密集就不用多说了,哪怕是18线的小城市,也是密密麻麻的高楼大厦

重点来说说高的特点,可以说是高耸入云,超过200米的大厦比比皆是,一般的住宅楼都超过了100米。

全国共有70多个超过300米的建筑,深圳以17个位居榜首,深圳第一高楼是平安金融中心,总高度为599米。

上海的摩天大厦不多,但是上海中心大厦一直霸占全国第一的位置,在全世界也是排第二,世界第一是迪拜的哈利法塔,总高度为828米。

摩天大厦是越建越高了,虽然看起来很有面子也很壮观,但同样也存在一个问题,那就是高楼顶部会晃动!

而且是越高晃动幅度越大,要是遇到刮大风的天气,晃动的就更加厉害。

据报道,迪拜的哈利法塔,在刮风时晃动距离可达3米!

上海中心大厦也会晃动,虽然没有迪拜塔那么夸张,但最大也能达到0.8米左右,人会有明显的不适感。

高楼大厦都是钢筋混凝土结构,为什么会发生晃动呢?

这不是大楼设计和修建存在问题,而是一种正常的物理现象,任何一栋高楼只要达到一定高度,顶楼都会发生晃动。

这种现象被称为“共振”,即一个物体受力后,会出现周期性的摆动,而高楼就是被风吹得晃动。

可能大家还是不太能理解,钢筋混凝土的高楼大厦,怎么会被风吹动呢?

举一个简单的例子,一根1米的钢筋能立起来,一根三米的钢筋也能立起来,但是10米的钢筋就不太好立起来,它会发生弯曲和变形,轻轻一用力就会发生晃动。

如果把摩天大楼比作钢筋,也是一样的道理。

大楼晃动会影响安全性吗?

大楼晃动不会造成安全危机,不会晃得大楼才会有隐患,因为晃动是在抵消受到的风力,不晃就容易出现“刚而易折”的情况。

但是这种风力共振是左右晃动,如果出现的是上下抖动,那你可就要注意了,那有可能是地基出了问题,这是个相当危险的信号。

风力共振产生的晃动,虽然不会有危险性,但顶楼的人有明显的眩晕感,会严重影响人的舒适性。

从上个世纪70年代以来,建筑工程师一直在寻求解决的办法,美国地震研究中心做出了突破,他们联合土木工程的专家做了大量试验,给摩天大楼安装上了阻尼器。

阻尼器就是一种运动消耗能量的装置,一直应用于航空、航天、军工和汽车等领域。

阻尼器应用到建筑业得到迅速发展,不但可以抗地震还可以抗风振,这种也被称为调谐质块阻尼器。

它的作用原理相当简单,它是由金属物制成的铁球,像钟摆一样悬挂于大楼的顶部,当大楼发生晃动时,阻尼器就会反方向摆动,以卸力从而减小大楼摆动的幅度。

如今超过300米的建筑物都会安装阻尼器,上海中心大厦的阻尼器安装在125层到126层之间,就是那颗重达1000吨的大铁球。

这个阻尼器由四个部分组成,即吊索、质量块、阻尼系统和保护系统,共同组成了一个巨型复摆,保障上海中心大厦的安全,即便台风来了也不怕。

台风安比登录上海时,上海中心大厦的晃动幅度仅为45厘米左右。

许多人担心阻尼器这么重,会不会把大厦压塌呢?这点担心是多余的。

阻尼器的重量要和大楼重量匹配,一般为大楼重量的0.1%。所以大楼完全可以承受阻尼器的重量。

上海中心大厦的阻尼器有八根吊索,每根吊索可以承重2000吨以上,吊起一个1000吨的阻尼器还是挺轻松的。

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