风阻尼器是超高层建筑应对风致振动，在强风时降落加速度相应、降落大楼晃动幅度，提高内部职员舒适度的一种装置。风阻尼器也可以降落强震对建筑物，尤其是建筑物顶部的冲击。
风阻尼器就像一个巨大的钟摆，实质是一套阻尼系统（消能减振装置）。
事情事理很大略，就像身处扭捏小船上的人，要将身体朝小船晃动的反方向靠，来取得平衡一样。比如强风从北面刮来，风阻尼器就往北摆，产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的扭捏程度，抵消强风对建筑物的影响。
“镇楼宝器”不是浪得浮名。
风阻尼器的类型有被动式、半主动式和主动式，被动式是当前各国摩天算夜楼最常用的阻尼器类型，缘故原由很直接，最便宜。根据已有案例粗略估算，被动式须要500万美元，半主动式须要500～1500万美元，主动式须要1000～5000万美元。
被动式风阻尼器里，尤以调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，TMD）最为常见。
很好记的TMD，高楼都喜好。
台北101大厦（508米）、纽约特朗普大厦（282.5米）、芝加哥约翰-汉考克大楼（457米）、上海环球金融中央（492米）和上海中央大厦（632米）是个中的范例代表，挑最高的三座来说说。
在中国第一座安装风阻尼器的超高层建筑是台北101大厦，大楼88～92楼层里挂置一个重达662吨的巨大钢球。
上海环球金融中央在90层悬吊了两个各重约150吨的质量块，是中国大陆地区首个利用风阻尼器的超高层建筑。
上海中央大厦则是在125层悬挂了重量达1000吨的电磁事理阻尼器，是环球第一座安装电磁事理阻尼器的大厦。
台北的101大厦“黄金球”风阻尼器
02一样平常来说，在正常的风压下，如果距地面高度10米处风速为5米/秒，那么在90米的高空，风速可达到15米/秒。若高度达300-400米，风力会更加强大。
超高层建筑遭遇6级以上强风时（风速10.8～13.8米/秒），里面的人会有轻微扭捏感，在风速达到30米/秒以上时，高楼会产生幅度较大的晃动。
以上海中央大厦为例。大厦地处小陆家嘴高楼核心区，发生高空10级以上大风（风速24.5～28.4米/秒）十分平常，其余，上海地区受台风影响成分也较大。
上海中央大厦在风洞试验里的比拟数据显示，其气动形状设计可以减少整体风荷载约24％，知足构造设计的安全性。如果不设置风阻尼器，其1年回归期风致振动的标准与台北101大楼设置阻尼器的风致振动掌握标准相似。
上海中央大厦的气动形状设计
但是，超高层建筑在设计上除了以安全为紧张考量，还必须考虑居住的舒适性，在高楼层里生活事情的人，整天心惊胆颤地晃来晃去，就算大厦担保安全又怎么样？
总体来说，在高楼上安装风阻尼器，有以下五点意义：
（1）降落大楼摇摆幅度，不仅提高了却构的耐久性，也有利于几何悬挂式外幕墙的变形掌握。
（2）明显减小了大楼在常遇强风荷载浸染下风致振动的加速度，其舒适性乃至可超过天下最高H-10标准（大楼内最多仅有10％的人在碰着1年回归期强风时会感想熏染到建筑物的振动)。
（3）可降落常遇小震对建筑物造成的危害程度。比如上海中央大厦及其周边地区受到小震影响的概率超过95％，近年至少年均一次，设置风阻尼器十分必要。
（4）超高层建筑中，电梯高速长间隔运行，大楼晃动会对其产生不利影响。若强风引起的大楼振动超过电梯供应商设置的安全阀值，高速长程电梯将停滞运行。设置阻尼器，根据理论测算，10年回归期风荷载引起的振动，高速长程电梯可照常运行，极大提升大楼的功能品质。
（5）可以与大楼不雅观光相结合，供应独特的游历体验。比如101大厦的金色TMD和上海中央大厦的TMD都是外露式设计，可供游客参不雅观。
101大厦的金色TMD是外露式设计
03TMD风阻尼器一样平常由几百上千吨的质量块、吊索、常规阻尼器和限位阻尼器组成。
当强风来袭时，装置里的传感器探测风力大小和建筑物的扭捏程度，并通过打算机运算后，经由弹簧、液压装置来掌握质量块向反方向运动，从而降落建筑物的扭捏程度。
安装了TMD，将能使强风时加在建筑物上的加速度（重力）降落40%旁边。
TMD质量块采取钢、铅、混凝土制作，系统惯性子量采取多级摆、倒摆、液压支撑系统、叠层橡胶垫等悬挂或支撑等。传统的TMD阻尼元件可采取油阻尼器、黏弹性阻尼器、黏滞阻尼器等。
在许多情形下，TMD设计中最紧张的难点是可利用空间的限定，为理解决这一难点，一样平常都是将全体TMD安置在大楼的机器层内。
台北101大厦(2003年竣工)设置有当时天下最大的风阻尼器，单摆型。其外不雅观为金色球体，直径5.5米，重662吨。风阻尼器从大厦的92层吊下来，四面用巨大的涂压式活塞牢牢系在大楼构造上，活塞同时让风阻尼器不会过度摆荡。
2015年8月8日，台风“苏迪罗”不仅使台北101大厦以及不雅观景台罕见停息业务一天，还使“黄金球”摆动幅度达100厘米之大，创史上最大记录。
上海环球金融中央(2008年竣工)风阻尼器的紧张部分是由钢索悬吊的两个各重150吨的质量块，长宽各有9米，悬挂在大楼90层。由于驱动装置设计为可以沿纵横两方向运动，因此风阻尼器可实现360度方向的掌握。
上海环球金融中央风阻尼器
上海中央大厦(2016年竣工)位于125层的阻尼器质量块重达1000吨，由12根长25米的钢索吊住，通过与主体构造的共振消减大楼晃动。采取电涡流技能的阻尼系统能减少质量块的振幅，花费风振能量。
该阻尼器的极限摆幅达到2米，迄今为止，阻尼器摆动幅度还没有到达过极限状态。
今年8月超强台风“利奇马”途经上海，风速高达40米/秒，上海中央大厦的阻尼器最大摆幅是70厘米，间隔极限摆幅还有巨大余地，完备经受住超级台风的磨练。
上海中央大厦培植发展有限公司总工程师葛清说：
“和以往阻尼器利用机器事理不同，上海中央创始了天下上第一个引入电磁事理的阻尼器，由上海材料所自主研发，补充了天下空缺。 ”
上海中央大厦风阻尼器上的装饰品：高30米的”上海慧眼“
其余，质量块也可以利用冷却塔、消防水箱或顶部独立构做作为惯性子量，被称为调谐液体柱型阻尼器(TLCD)。
比如广州电视塔（小蛮腰）的阻尼器便是用水做的，在小蛮腰的109到110层，有以消防水箱作为阻尼器的减振掌握系统。TLCD构造大略，掩护哀求低，但防水哀求高，需较大的安置空间以达到须要的质量比，摩天算夜楼不适用。
”小蛮腰“的风阻尼器
04问题一：根据风阻尼器的事情事理，它们的安顿位置都在大楼顶部。动辄几百上千吨的质量块，如何吊装在五六百米的高空？
实际操作比想象中大略，化整为零。把质量块分成小块，利用塔吊吊装，吊一块上来，拼接组装一块。
问题二：质量块如此的重，吊索的哀求得有多高？
以上海中央大厦为例，1000吨阻尼器由4组12跟钢索悬吊，吊索采取了高冗余度的设计标准，破断力为6280kN。
破断力便是要把钢丝绳扯断的最小拉力，单位为kN。
在正常状态下每根吊索的浸染力为833kN，仅为破断力的13.2％；如果仅有两组吊索来承担载荷，每根吊索的浸染力为1962kN，仅为破断力的31.24％。极限状态下，每根吊索的浸染力为2233kN，仅为破断力的35.5％，此时，假设一组3根吊索中仅有两根事情，每根吊索的浸染力为3350kN，仅为破断力的53.35％。
从数据上看，吊索设计是十分安全的。
问题三：万一吊索在不可预见的情形下断了很多，那么重的质量块砸向大厦，咋整？
以上海中央大厦为例，楼板冲击荷载考验显示：
假设一组吊索断裂，质量块环绕另两组吊索发生倾转，打算得出125层楼板梁体系局部将承受2100kN的冲击荷载，而冲击荷载设计值为2520kN，与阻尼器掩护时的搁置荷载标准值基本同等，楼面构造可以承受此冲击荷载。
上海中央大厦风阻尼器由12根钢索悬吊
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