深圳赛格大厦为何晃而不倒？设计“简体”结构，内藏镇楼神器

2021年5月18日，位于深圳华强北的赛格大厦前无征兆地出现摇晃，21号最新消息是大厦已经暂停进出，虽然具体原因还有待进一步调查，但是有一个问题却值得探讨，就是高楼大厦为何能在在台风中屹立不倒？一般来说，在正常的风压状态下，距地面高度为10米处，如果风速为5米/秒，那么在90米的高空，风速就可达到15米/秒，如果高度达到300-400米，风速就可以达到30米/秒以上，摩天大楼就会产生晃动，可问题是尽管大楼左右摇摆，可从未发生大楼直接被台风吹倒的情况，这到底是怎么回事呢？

发生摇晃的深圳赛格大厦

摩天大楼有点晃，反而更安全

首先，对于摩天大楼来说,并不是越是纹丝不动就越是安全，相反，当台风来临，如果大楼顶部丝毫不能晃动，各种结构性部件反而可能会因为巨大风力而受损，

所以，建筑工程师在设计之初，就会让大楼能够留有一定的摆动空间，让大楼在任意方向晃动数十厘米，反而不像绝对稳定时受到那么大的压力，就像风中摇摆的大树，不会破坏其结构完整性，

专为抗风设计的“简体”结构

再者，为了抵抗风力折损，摩天大楼在建筑上都会采用一种“简体”的结构，一种贯穿大厦中心建造特别坚固的混凝土核心轴，有点像是放大的烟囱，在摩天大楼中有许多电梯井，在中央电梯井周围采用坚固的钢架进行加固，并用对角横梁撑牢，就成了很好的抗风筒体。

“筒体”结构示意图

超过50层的摩天大楼，一般就要采用筒体结构；当建筑高达70~80层甚至100层时，一个筒体就不够了，要做两个筒，一个在中间的“核心筒”，一个套在外面，这种方式称为“筒中筒”结构。

“筒中筒”“结构示意图

如果不用筒套筒的办法，也可以把许多筒联合起来，就像一捆竹竿，称为“成束筒”，著名的西尔斯大厦就采用了这种结构，具有极好的抗风能力。

“成束筒”结构示意图

镇楼神器“定风丹”——风阻尼器

虽然“筒体”有助于保护摩天大楼的结构，但是这样的晃动对居住者来说仍然十分明显，所以一些摩天大楼会在楼顶安装巨型的调谐质量阻尼器，也就是我们通常所说的风阻尼器。

风阻尼器是超高层建筑应对风致振动，在强风时降低加速度响应、降低大楼晃动幅度，提高建筑内部人员舒适度的一种装置，一般由几百上千吨的质量块、吊索、常规阻尼器、限位阻尼器组成。

常见的风阻尼器分为两种，一种是通过油液压系统，来回推动在某个顶层放置的400吨混凝土构件，不停地移动整座大厦的重心。先进的计算机系统会仔细监视风力使大厦产生的晃动，并相应移动大厦的重心，纽约花旗中心大厦就采用了这种方法。

调谐质量阻尼器示意图

另外一些类似系统，则依靠巨大摆锤的运动来改变大厦的重心，就像“不倒翁”一样，这种调谐质量阻尼器同样由钢铁或混凝土制成，重量大约在300吨到800吨之间，一般会占据约92.9平方米的空间，。它像一个用钢索吊住的巨型吸能装置，使遭到狂风的大楼复位。

“不倒翁”调谐质量阻尼器示意图

简单地说，你可以把它想象成一个巨大的单摆，比如说强风从北面吹来，配重物就会使风阻尼器就会产生一种相反的力量，将风的加速度降低40%左右，这样一来，建筑物内的人基本感觉不到摇晃。

中国台北101大厦设置有世界上最大的风阻尼器，直径达5.5米，重达660吨，也是全球唯一外露式的可供游客参观的风阻尼器。

为了减轻高空强风及台风吹拂造成的摇晃．大楼内设置了“调谐质块阻尼器”（tuned mass damper，又称“调质阻尼器”），是在88至92楼挂置一个重达660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度，据台北101告示牌所言，这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器，更是全球最大之阻尼器。

2015年8月8日，台风”苏迪罗”带来强风暴雨，不仅使台北101大厦以及观景台罕见暂停营业一天，也使得大楼内的防震阻尼器摆动幅度达100公分之大，摆动幅度创史上最大。