阻尼器的工作原理是什么

你敢相信吗？你所处的高楼无时无刻不在晃动。

2021年5月18日，深圳赛格广场大楼出现晃动现象，15000人听从指挥，无一人伤亡，全部安全撤离，5月19日，大楼再次出现晃动，这不禁让我们感到唏嘘。

而在2019年8月份，位于上海浦东新区的上海中心大厦在台风利奇马的12级强风下，也发生了摇晃，不过很快便停了下来。这都要归功于上海中心大厦顶部的“上海慧眼”风阻尼器。

那么风阻尼器到底是什么，它在高楼中又发挥了怎样的作用呢？

世界排名前十的最高建筑中，有30%都安装了风阻尼器。风阻尼器，全称叫调谐质量阻尼器，为了方便，我们叫它的简称TMD，TMD由质块、弹簧与阻尼系统组成，主要是在高楼遭遇台风时，减小楼体的摇晃，以此来达到稳定楼体的作用。

如果大家有去过高楼顶部的，一定能发现大楼并不是巍然不动的，多多少少都会带点摇晃，大家也不用害怕，这是在工程设计师设计范围之内的。

一般来说，当距离地面10米处的风速达到5米/秒时，百米高空的风速就会达到20米/秒，而大部分的高楼，在风速达到10米/秒时，就会开始晃动。这就使得高楼不仅需要足够坚硬，同时还要具备四两拨千斤的能力。

风阻尼器一般安装在高楼高层中间的位置，当强风吹过时，风阻尼器会随着楼体的晃动而摇摆，将强风带来的冲击力减弱耗散，达到缓冲减震的效果。接下来咱们了解一下它的工作原理。

风阻尼器的工作原理是当强风来临时，先探测强风带来的冲击力对建筑物的造成的摇晃程度，然后在通过计算机控制装置上方悬吊的钢索，此时的风阻尼器通过传动装置经由弹簧和液压装置吸收来自楼体的摇晃，从而抑制建筑由于强风所引起的晃动。

可能有的人听不太懂，意思就是风朝哪个方向吹，风阻尼器就会朝着反方向摆动。

最具有代表性的就是中国台北的101大厦了，101大厦设置有世界上最大的风阻尼器，外观呈金色球体，直径达5.5米，总重量达到了680吨，同时它也是世界上唯一外露式，可供游客参观的风阻尼器。

2015年8月8日，101搭设遭受了苏迪罗台风的猛烈进攻，阻尼器摆动幅度达100公分之大，摆动幅度创历史最大，也正是因为它的存在，才保护了这座高508米的巨大建筑。

第二个例子就是上海环球金融中心，它的设计方式很特别，安装了两架风阻尼器，而且还是中层，大家就纳闷了，不是应该安装在高层吗？

其实它不仅仅在中部安装了风阻尼器，而且还安装了驱动装置，让这两个神奇的物件进行配合，不仅可以让大楼屹立不倒，而且还能最大限度地减小楼体的晃动幅度。

作为中国第一高楼的上海中心大厦，自然也安装了中国最顶尖的风阻尼器“上海慧眼”，它位于大楼125和126层，距地面高度583.4米，重1000吨。

与传统的风阻尼器不同，它并不是将风阻尼器安装在大楼楼顶，而是运用了电磁的原理。同时它也是世界上最重的风阻尼器，让我国风阻尼器的科技推进了一大步。

但是身为世界第一高楼的迪拜塔并没有安装风阻尼器，它又是怎么在强风中保持稳定的呢？

迪拜塔共有162层，总高828米，是世界第一高楼。它之所以没有采用阻尼器，是因为这座楼的形状和设计有极好的抗风性能。

这座楼采用了三角形设计，在遭受强风袭击时，三角造型会将强风带来的冲击力分散，另外，这座楼底部宽大，然后依次向上递减，这样就使得越高的楼层受风面积越小，自然不用安装风阻尼器。

还有人问了，现在的深圳赛格大厦还能装风阻尼器吗？

实际上，风阻尼器也不是张张嘴就能装上的，风阻尼器的设计和安装需要与大楼本身的参数高度匹配才行，它的重量一般在大楼重量的1%左右，就算设计出来了，也不是想装就能装的。

这些高楼正是因为有了风阻尼器，才能在狂风暴雨中屹立不倒，这都是人类智慧的象征。除此之外，阻尼器在各个领域都有广泛的应用，例如汽车上安装阻尼器能有效减少车体的震动，发生碰撞时还能抵抗冲击力，从而最大程度的保障司机的安全。

风阻尼器除了能抗风，还能抗震，降低地震对建筑物顶部的冲击。随着科技的发展，阻尼器的使用也一定会普及。

什么是阻尼器

随着城市的发展，越来越多的摩天大楼在城市里面拔地而起，这些摩天大楼的数量成为了衡量一个城市经济发展的标准之一，城市经济发展得越好的摩天大楼数量就会越多，这些摩天大楼建筑群也成为了城市的标志性建筑，所以一提到某座大楼人们就能想起一座城市。赛格大厦就是深圳的一个标志性建筑 ，就在昨天深圳华强北赛格广场楼体发生摇晃，有人怀疑是不是大楼阻尼器坏了，那么今天就谈谈什么是阻尼器？为什么高楼大厦里要悬挂一个上千吨的大铁球呢？

阻尼器，是一种提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。利用阻尼来吸能减震不是什么新技术，在航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业中早已应用各种各样的阻尼器（或减震器）来减振消能。从二十世纪七十年代后，人们开始逐步地把这些技术转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。它能够使仪表可动部分迅速停止在稳定偏转位置上的装置。地震仪器中，阻尼器用于吸收振动系统固有振动能量，其阻尼力一般与振动系统运动的速度 成比例。主要有液体阻尼器、气体 阻尼器和电磁阻尼器三类。阻尼器 对于补偿拾振器摆系统中很小的摩 擦和空气阻力，改善频率响应等具有重要作用

像上海金融大厦，广州的小蛮腰，台北的101大楼等，都是非常有名的摩天大楼建筑，也是这些城市的标志性建筑，不过有人在台北101大楼里面参观的时候，却发现在大楼里面，有几层的空间特别小，而且里面还悬挂着一个巨大的铁球，这个铁球只用几根绳子悬挂着，看得人心惊胆战的，为什么摩天大楼里，要悬挂一个上千吨的大铁球？看完你就明白了。

上海中心大厦的阻尼器是属“调谐质量阻尼器”，全称为“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”，也称风阻尼器。

上海中心大厦高632m，地下5层，地上127层，像这种高度的摩天大楼，会比地面的风速还要再增加两到三级。遇强风时顶部晃动最大幅度可达一米，其中阻尼器的作用不言而喻。

位于上海中心126层的阻尼器名叫“上海慧眼”，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，重达1000吨，也是目前世界上最重的摆式阻尼器质量块。

这座高达7米多的巨型雕塑是防风阻尼器的组成部分，它们共同构成整座上海中心大厦的“镇楼神器”。同时也是国际上首次将电涡流阻尼用于超高层建筑的防风阻尼器。

大家都知道每年的夏秋两季，总会有大大小小的台风经过台湾，台风对于建筑物的伤害是非常大的，一个强台风能够把房子的屋顶都给掀翻，而高大的摩天大楼遇到台风更是十分危险，一不小心摩天大楼就会面临“腰折”的危险，因此在台风重灾区的台湾建造摩天大楼，就需要考虑到台风的因素，而台北101大楼经过多次台风仍然屹立不倒，正是因为这个大铁球。

这个大铁球的学名叫调谐质量阻尼器，简称风阻尼器，它的作用就是在台风来临的时候，抵消大部分风力对大楼的摇晃作用，让大楼能够在强大风中仍然屹立不倒。风阻尼器在遇到强风的时候，传感器就会把风力和风向导入球体中，这时候球体就会在操纵杆的控制下往风向的反方向不断晃动，风力越大晃动的幅度也会越大，以此稳住大楼，减少它的左右晃动感，因此风阻尼器的安装对于摩天大楼来说是十分重要的。

很多人在摩天大楼内参观的时候看到这个大铁球，先是惊叹它的巨大，然后再是担心如果它掉下来了怎么办，像台北101大楼里的风阻尼器重达660吨，如果它掉下来的话会直接砸穿大楼，一直砸到地下室，因此大家都非常害怕。不过在它的身上有8条钢索，200根金属缆线拉着它，所以它的安全性还是很高的，不会轻易掉下来。

这就是为什么摩天大楼里，要悬挂一个上百吨甚至千吨的大铁球，看到这个巨大的风阻尼器，你有什么想法呢？