摩天樓如何抵禦超級颱風？
2019年第9號颱風“利奇馬”於10日1時45分前後在浙江溫嶺沿海登陸，最大風力16級。毫無疑問這是“風王”級別！
颱風對人類的危害有目共睹，每年都有無數建築物毀於一旦，人們因它而流離失所，蒙受巨大經濟損失。而中國沿海經濟帶，尤其是廣州、深圳、上海等強城，近些年超高層林立，為什麼都安然無恙呢？它們不是更應該“樓大招風”嗎？這些摩天樓在面臨超強颱風時，是如何做到抵禦颱風而屹立不倒的呢？
事實上，在現代建築科技的加持下，這些看似弱不禁風的摩天大樓遠比一般的建築要安全。
本文簡述這其中的五大原因！
超高層建築通常都是城市的重點建築，它的造價遠遠高於一般建築，安全性更是重中之重。想要在地震颱風中立得住，首先材料得給力；其次，高層建築的結構形式也與眾不同；另外，大樓頂上都會有一個被稱為“定樓神器”的阻尼結構；此外，為了抗風，高層建築的外觀同樣重要，通常設計為圓柱形。
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建築材料給力
相比一般建築，超高層建築的鋼筋和混凝土標號都很高，強度通常可以達到普通鋼材和普通混凝土的兩倍。其次，高層建築往往會採用預應力構件，抵抗外力作用的能力比普通構件高三五成。
此外，高層建築中還經常使用鋼管混凝土構件。它在鋼管內填充混凝土，在外面鋼管的約束下，混凝土的抗壓能力被髮揮到極限，承載力之高宛如一根純鋼的柱子。正是有了這些先進的材料和結構構件，高層建築才有了其存在的基礎。
02
結構形式與眾不同
對於超高層建築而言，通常會採用一種核心筒結構，外面“軟”，裡面“硬”。在大樓的內部，有一根與大樓等高的核心筒，它並不是嚴格意義上四面封閉的“筒”，而是一個有很多開口，但牆體極厚、內部配筋極多、強度極高的結構。在受力上，它就像是整座大樓的一根骨骼，撐起整座大樓。
建設中的大樓，中間的就是核心筒。
由於牆體厚、開口小，這一結構通常被用來充當電梯井。而外面附著的框架則可以提供面積很大的整體性空間，供人們使用。當颱風、地震等巨大的橫向力襲來時，核心筒可以與周圍的稀疏框架相互配合，協同受力，形成雙重抗震防線。
03
樓頂裝有“定樓神器”
儘管有了上面的這些措施，大樓的安全性已經不太成問題了，但因超高層大樓的高度太高，容易形成共振。下面一層晃動一釐米，樓頂就要晃動一米。要想解決這個問題，就得靠被稱為“定樓神器”的阻尼器了。
所謂阻尼器，通常是一顆掛在大樓樓頂的大鋼球。我們最熟知的阻尼器，就是臺北101大廈樓頂供人們參觀的那顆。
調諧質量阻尼器在101大廈中的佈置情況
臺北101大廈樓頂的阻尼器
這些大鋼球通常重達500噸以上，當颱風到來時，大樓不由自主地晃向一端，而大鋼球則由於慣性停留在原位不動。這樣一來，就會拉住大樓，讓它輕點晃。這就相當於為大樓的振動施加了巨大的阻尼，“阻尼器”的名字正是由此得來。
有些大樓的設計者還把大鋼球替換成了等重的消防水箱，平時可以充當阻尼器，特殊情況還可以拿來滅火。
04
建築外觀很重要
建築物承受荷載靠的是內部的結構構件，外觀設計則更多的要考慮美觀。那是不是這些肩不能扛、手不能提的外牆面形狀就和大樓的受力毫無關係了呢？還真不是。它們與風力的作用息息相關。
大風吹過，同樣等級的大風作用在不同形狀的樓上時，大樓受到的力是不一樣的。圓柱形大樓受到的風力就要遠遠小於正方形或者不規則形狀受到的風力。
高延性混凝土
最近入選美國《建築文摘》釋出的‘過去五年重新定義建築界的十三座建築’名單的上海中心大廈，在抗風上是個經典之作。該專案設計單位 Gensler 以圓潤而略扭曲的形體，讓建築減少了24%的風荷載。
