概述

应用情况

原理

概述

现今世界上超高层建筑遍地开花。超高层建筑的建造是多个领域高新技术的综合体现，其中建筑物结构之设计最为重要。要确保安全，首先要有超强抗地震能力。另外还必须考虑居住上的舒适性，在遇较大风力时能减小建筑物的摇晃。故此，被誉为“定楼神球”的风阻尼器广泛应用开来。

风阻尼器是高层建筑应对地震,吸收震波的一种装置.由吊装在楼体中上部一个几百吨重的大铁球通过传动装置经由弹簧,液压装置吸收楼体的振动,达到抗震的目的。

应用情况

在中国第一个安装风阻尼器是台北的101大厦，台北的101大楼是在88-92楼层挂置一个重达680公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃幅。

上海环球金融中心是在90层还安装了2台用来抑制建筑物由于强风引起摇晃的风阻尼器!

一但建筑物因强风产生的摇晃可以通过传感器传至风阻尼器，此时风阻尼器的驱动装置会控制配重物的动作进而降低建筑物的摇晃程度。通过引入风阻尼器，将能使强风时加在建筑物上的加速度（重力）降低40%左右。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物，尤其是建筑物顶部的冲击。

原理

一般说，在正常的风压状态下，距地面高度为10米处，如风速为5米/秒，那么在90米的高空，风速可达到15米/秒。若高达300-400米，风力将更加强大，即风速达到30米/秒以上时，摩天大楼会产生晃动。

简单的说就是一般的摩天大楼都会在有风的情况下摇晃,这个装置就是减轻摩天大楼产生的晃动。

减小风力对超高层建筑的影响有许多途径，如可以通过改变建筑物的形状，对风产生干扰作用。最新的技术进展是在超高层建筑设置一种名为“风阻尼器”的装置，能有效地减小强风力对超高层建筑产生的摇晃。风阻尼器的本质就是一套阻尼系统或称消能减振装置。

去年8月建成的我国大陆第一高楼——上海环球金融中心，就是安装了两台用来抑制建筑物由于强风引起摇晃的风阻尼器。专家称，超高层建筑遭遇6级以上强风时，建筑内的人会有轻微摇晃感。考虑到上海时常遭遇台风袭击，因此特别安装了这样的风阻尼器。

风阻尼器的主要部分是由钢索悬吊的两个各重约150吨的配重物体，悬挂在90层（395米处）。当强风来袭时，该装置使用传感器来探测风力大小和建筑物的摇晃程度，并通过计算机经由弹簧、液压装置来控制配重物体向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。其运作原理就像身处摇晃小船上的人，将身体朝小船晃动的反方向移动，来取得平衡。如果强风从北面刮来，配重物就好比一个巨大的“钟摆”摆向北面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。使用了这一装置之后，能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右，这样一来，即使遭受强风袭击，建筑内的人也基本感觉不到建筑物的摇晃。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物、尤其是建筑物顶部的冲击。

超高层建筑结构之设计除了以安全为首要考量，还必须考虑居住上的舒适性。由风工程顾问所完成的试验与分析结果显示，大楼办公楼层顶部89楼于半年回超高层大楼的结构设计结果一般都决定于风力的高低，因此设计风力的准确性对结构设计甚为重要，由于本案为超高层大楼，除依循国内风力设计规范外，还委托加拿大 Rowan Williams Davies & Irwin Inc. (RWDI)风洞试验室研究大楼之风力设计载重，其设计风力之推导源于风洞试验，系以1:500比例制作工址半径600m内的风场环境模型，以10度角为单位置入风洞中模拟实际建筑物受风的情形。其中各个角度的风速高度分布特性则是由1:3000地形模型中进行边界层风洞试验(Boundary layer wind tunnel test)后而得到大气边界层风速分布，而结构体模型则是采用高频率力平衡模式(High-frequency force-balance)，结构基本风压则是由应变计所量测到的弯矩扭力和剪力的分布曲线统计回归而得，并配合结构动力特性计算结构体的加速度反应后，一并提供设计单位作为设计风力之依据

我国台湾省台北101大厦（2003年10月竣工）设置有世界最大的风阻尼器，其外观为金色球体，直径达5.5米，重660吨。此风阻尼器不仅为全球最大，也是全球唯一外露式的，可供游客参观。