上游科考室 | “贝碧嘉”登陆，“镇楼神器”阻尼器如何守护摩天大楼？

据中央气象台、上海市气象局消息，今年第13号台风“贝碧嘉”（强台风级）的中心已于今天（16日）7点30分前后在上海浦东临港新城登陆，登陆时中心附近最大风力14级（42米/秒），为强台风级，中心最低气压为955百帕。“贝碧嘉”也超越4906台风“Gloria”，成为1949年以来登陆上海的最强台风！ 而就在15日晚上今年第14号台风“普拉桑”生成，据中国气象频道气象分析师信欣分析，未来“普拉桑”的路径高度类似“贝碧嘉”。上海会连续两次遭遇台风侵袭吗？猛烈的台风会给高层建筑集中的上海带来哪些影响？又有哪些应对措施？上游新闻（报料邮箱baoliaosy@163.com）记者进行了了解。

阻尼器成摩天大楼“镇楼神器”

据映象网消息，“贝碧嘉”来袭，安装在上海中心大厦125层的“上海慧眼”阻尼器又开始摆动。另据潮新闻报道，摆动幅度大约为1米。

据了解，该阻尼器由配重物和吊索构成，类似巨型复摆，重达1000吨，单边摆幅的极限是2米，是目前世界上最重的阻尼器，重量约占大厦的0.118%。这个巨大的阻尼器由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。当强风来袭时，这个巨型复摆会摆向风吹来的方向，从而通过自身的摇摆来削弱大厦的晃动幅度。根据上海中心大厦施工方上海建工提供的数据，这种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。

“上海慧眼”阻尼器。CFP

上海理工大学物理系副教授、中国人工智能学会科普工作委员会委员田伟此前在接受媒体采访时介绍：“阻尼器的运作原理就像身处摇晃的‘网红桥’（吊桥）上的人，将身体朝‘网红桥’晃动的反方向移动，来取得平衡。”田伟解释，如果强风从某个方向刮来，配重物就好比一个巨大的“钟摆”摆向风吹来的方向，使风阻尼器会产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。”

此外，除了阻尼器，上海中心大厦在建设之初就通过运用高科技的风洞实验测算，大楼柔和的轮廓和扭转120度的外形减少了风对建筑造成的摇摆，这样的设计比同样体量矩形建筑的风阻减少了24％。

我国未强制大楼安装阻尼器

16日，有网友在社交媒体爆料称，上海金茂大厦楼顶的阻尼器都开始工作了，“据说有120吨重，整栋楼都开始晃了。”就此，上游新闻记者采访了一位住在金茂大厦76楼某酒店的陈女士，她表示：“一大早就被吵醒了，整栋楼都晃得厉害，房间还嘎吱响，有一种晕船的感觉。不过现在好多了。”

记者以房客身份致电金茂大厦物业中心，一名工作人员说：“金茂大厦没有阻尼器，看到网友发的视频，视频中晃动的可能是酒店内庭的顶。”该工作人员强调：“大厦安全没问题，电梯都一直正常运行。”

据媒体报道，上海金茂大厦于1998年8月28日落成，大厦地下3层，地基深80米，地面以上88层，建筑高度420.5米。大厦的主体为“筒中筒”结构，内筒和外筒通过各楼层的铰接钢梁以及楼板连接，并加用钢结构外伸桁架，就像三个“箍”加强了内外筒之间的联系。金茂大厦的设计采用了“圆筒状”的中空结构，56层以上的100多米中，外圈是酒店客房，里面是直径27米的“圆筒”空间，依靠这种圆筒增强大厦的牢固性，能经得起七级地震和十二级台风的严峻考验。

上海金茂大厦。CFP

据了解，在高楼林立的上海，装有阻尼器的摩天大楼一共有两家：上海中心大厦和环球金融中心。

既然阻尼器可以削减大楼晃动，是不是超高层建筑都要装？有专家表示，超高层抗风抗震主要依靠大楼结构和外形设计，需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”，一方面削减晃动，优化体验、提高大楼品质；另一方面，增加结构的耐久性。根据我国相关规范，并没有强制大楼安装阻尼器。

轻微晃动不会影响楼房结构

那么对于未安装阻尼器的高层建筑，面对台风时需要担心吗？

上游新闻注意到，防城港市住房与城乡建设委员会张总工程师曾在接受媒体采访时表示，台风来时，在一些楼层较高的建筑物内居住的公众感觉到有轻微的晃动，这是正常的现象，但台风不会对楼房本身的结构产生不利影响。按照楼房设计的相关规定，在强风来袭时，高层建筑是允许有微幅晃动的，超过30层的大楼往往都会产生几公分的偏幅。楼层晃动的程度与面积的比值有关，平面建筑面积较大时，晃动的幅度就会比较小；而一些平面建筑面积比较窄小的楼层就会晃动得厉害些。

据建筑专家介绍，通过气象方程式可以计算出，城市高空确实要比近地面的风速大。因此，当狂风吹过时，高层建筑受到的影响就较大，这在建筑学上称为“风振效应”。

环球金融中心。CFP

高空风力增大的另一个原因是高楼林立的“狭管效应”。由于高楼阻挡，如果风的通行面减小一半的话，其穿行速度则会增加约一倍。遇见高楼狭小的通道，风就更猛烈了。因此，超高层建筑顶部一般都会有位移表现，只是幅度不同。楼层越高，幅度越大。因此，住在顶楼的居民感觉“晃动”是正常的，但这不会影响楼本身结构的安全。

张总工程师还介绍，在建造高层建筑时，风是首先要考虑的要素之一。对于抗风要求，一般建筑物要求能够抗50年一遇的大风；高层建筑要求更高，一般是要能够抵御百年一遇的大风。因此，只要楼房的建设是严格按照抗风设计来建造的，就不会有危险。同时，他也提醒说，如果高楼在晃动中伴有墙体脱落等问题，公众就要引起重视，并应及时向当地房屋安全部门反映情况。

新闻多一点：

14号台风路径高度类似“贝碧嘉”

就在“贝碧嘉”登陆上海前夕，15日晚上，今年第14号台风“普拉桑”生成，据中国气象频道气象分析师信欣分析，未来“普拉桑”的路径高度类似“贝碧嘉”。

今年第14号台风“普拉桑”已于15日晚上在西北太平洋洋面上生成，中心附近最大风力有8级（18米/秒），中心最低气压为1002百帕，七级风圈半径220-260公里。

“普拉桑”120小时路径概率预报图。中央气象台

预计，“普拉桑”将以每小时15公里左右的速度向北偏西方向移动，强度变化不大，趋向我国东海海面。

据中国气象频道气象分析师信欣分析：未来普拉桑的路径高度类似“贝碧嘉”，但临近我国华东时，19日-20日赶上环流形势有较大调整，低空有强冷空气南下，导致台风北侧副高断裂，使得“普拉桑”临近华东沿海附近时，引导气流不清晰，欧洲数值甚至报出了在长江口附近停滞打转，之后被冷空气向南压制，之后再北上日本。

南海台风后期趋向海南岛和雷州半岛。而且在“普拉桑”东侧，也可能还有台风生成。预计未来10天，台风会非常活跃，而且总体的环流形势利于台风向我国靠近。可能在国庆节之前，就是一个台风接着一个台风，没完没了。

上游新闻记者 冯盛雍 部分资料综合自 上观新闻、中国气象报、映象网、橙柿互动·都市快报、《建筑工人》杂志等