中国第一高楼屹立不倒的秘密

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讯媒  浏览: 1564     回复: 0
2020-12-14 12:51
632米的超高大厦,遇到强风时,会怎么样?这绝对可以作为一个STEAM学习项目的巨大挑战,看建筑师是如何解决问题的?

上海中心大厦是中国最高、世界第二高的摩天大楼, 2016 年竣工,它地处上海陆家嘴,毗邻环球金融中心和金茂大厦,其 632 米的高度刷新了沪上摩天大楼的天际线。

建筑背后的理念是打造一个由9个垂直社区构成的“城中城”,每个垂直社区的高度为12层至15层。内部以办公为主,还有会展、酒店、观光娱乐、商业等其他业态,共计占地380,000平方米。

在上海中心的 583.4 米高第 126 层被规划为一座高空文化殿堂,这里有一个神秘而又神圣的雕塑,名为“上海慧眼”。这座造型优美的雕塑,实则是一个重达千吨的专业工程装置——调谐质量阻尼器。这是由上海材料研究所设计制作的“巅峰之器”,是世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器,这也是国际上首次将电涡流阻尼用于超高层建筑的风阻尼器。因为上海中心位于江岸附近,强风会引起大厦的晃动。而调谐质量阻尼器可以削减强风下的高层晃动,提高大厦中人们的舒适程度。

这座雕塑看着是不是酷似一只眼睛?没错,它的造型正是取材于《山海经》中的烛龙之眼,被称为“上海慧眼”。

“上海中心”首次将功能机械艺术化,把阻尼器制成具有深刻寓意、集功能和美观性于一体的艺术品。

中新社记者 汤彦俊 摄

据上海中心总经理顾建平介绍,阻尼器上方,安装着“巅峰之光”。“巅峰之光”位于这只“上海慧眼”的上方,一个“圆洞”直指苍穹,当天气晴好时,自然光会透过玻璃投射到“上海慧眼”上,平添几分神秘感。

在大厦的第 125 层和 126 层之间,装有一个由 12 根长吊索悬挂的重达 1000 吨的质量块。质量块的下方有多快纯铜板,铜板被固定在底板上,巨大的永久磁铁在铜板上产生涡电流,形成一个与质量块方向相反的磁场,从而产生非接触式的制动效果。因此,上海中心大厦能够在很大程度上抵抗外部振动,而支撑铜板的底板至关重要!铜板的总重量约 20 吨,因为上部使用了永久磁铁,对钢板做的地基有非常强的吸引力,只能用极其坚固、稳定的材料,如不锈钢或其他材料进行支撑。

通过层层技术论证,上海中心的建设团队最终选用铝型材作为底部支撑。通过螺栓将铜板固定到由抗扭曲的铝型材(80*80)制成的框架上。这些铝型材可确保铜板能够承受住来自上部磁铁相对铜板运动时,在铜板内部产生的反向力——这个力量足以抬起 300 吨的飞机。

为什么选择铝型材?

▶ 重量轻
所有铝型材都首先通过塔吊送到第 132 层,然后由工人运送到 125 层。如果用钢材,那得需要 3 倍以上的工人来搬运。
▶ 强度高
铝型材这种材料极其结实。事实上,高品质的铝型材与 304 不锈钢一样结实,而高强度的铝型材提供与钢梁相等的握持力,但更加便宜。
▶ 没有吸力
来自强力永久磁铁的吸力会直接作用在钢梁或铁梁上,从而削弱阻尼器的表现。铝是顺磁性材料,更能耐受强力磁场。此外,这种结构让拆装、更换铜板更为容易。

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