上海大厦台风晃动「上海最高楼在大风时摆动多少米」

2021年台风“烟花”过境期间意外地火了一个话题，很多媒体以上海中心大厦在台风中摆动超过1米4为标题，发布了多篇报道，引发了诸多讨论，相比之下台风“烟花”登陆时才13级，而这次“梅花”却是以15级强台风登陆，上海中心大厦会安然无恙吗？

9月14日上午，都快要登陆了的台风“梅花”还给了大家一个惊喜，从早上8点到10点，梅花的风速从42米/秒突增到了48米/秒，从14级升级到了15级，这将给登陆地带来更大的威胁，目前第12号强台风梅花(Muifa) 风速48米/秒，移速25公里/小时，东经122.60°，北纬29.00°，气压945百帕，近中心最大风力15级。

这个风力突然增加的原因与东海洋面上水温偏高是分不开的，温暖洋面的水汽给梅花注入了更多的能量，不过接下来梅花已经接近陆地，它要再升级的可能性已经不大了。

今晚上登陆后不仅要注意它带来的狂风，还有海量的云系带来的降水，9月12日梅花途径日本最南端的波照间岛附近海域（该岛距离中心约42千米）时候的降雨量惊人：截至周一上午11点50分（9月12日）的24小时内降水量达到 358.5 毫米，是该岛有记录以来的最高值。

因此绝对不要小看梅花，在登陆前的外围云系降水已经给浙东地区抗洪抢险造成了强大的压力，据浙江天气报道已经有136个乡镇（街道）累计雨量超过100毫米，其中16个超过200毫米，最大嵊州覆卮山352毫米。

上虞某地的河流，是不是很可怕？

就目前台风的轨迹来看，很有可能直接穿过舟山，进入杭州湾开阔水域，在上海金山到奉贤之间再次登陆，甚至梅花中心可能穿过上海市区，而且由于经过都是岛屿加开阔水面，梅花的风速可能不会减少，这也对上海抗台造成不少压力！

20时30分左右，台风“梅花”（强台风级）在浙江舟山普陀沿海登陆，成为今年以来登陆我国的最强台风。午夜前后，“梅花”还将在浙江平湖到上海浦东一带沿海再次登陆。它将给华东及东北地区带来持续强风暴雨，影响至少持续两到三天，上海将直面台风！

梅花穿过上海市区，上海那么多高楼大厦都将在梅花的威力下“瑟瑟发抖”！那么网传的流言会成真吗？上海中心大厦摇晃程度真的会超过1米4？

1米4的谣言是假的：媒体误解了

笔者求证了下，这个1米4的谣言最早是2019年台风“利奇马”登陆期间发生的故事，据上海中心大厦结构技术总监宋伟宁表示，经测算发现，利奇马影响期间，被誉为上海中心大厦“定楼神器”的阻尼器单边摆幅超过50厘米，瞬时峰值一度达70厘米，创下该大厦启用以来的最大纪录，而该阻尼器单边摆幅的极限是1米。

各位看到了，这里也只有70厘米，哪来的1米4？原因是这样的，媒体认为单边摆动幅度为70，那么按“双边”摆动计算幅度不就是140厘米么？那就是妥妥的1米4，所以这个利奇马台风期间上海中心大厦摆动1米4的说法就这么来了。

其实这完全是个误解，因为上海中心大厦的“定楼神器”并不是一个单摆，不存在所谓的行程对称的情况，它的阻尼器最大补偿行程极限就是1米，没有双边会变成2米的说法。

另外还有一个问题，阻尼器的摆动幅度并非是大楼的摆动幅度，如果大楼摆动70厘米，然后用阻尼器摆动70厘米来补偿，那么这个阻尼器的作用就没有了，阻尼器的作用是在大楼晃动时补偿，它的摆动幅度要远比大楼的摆动幅度高，从理论上来看，阻尼器工作的效果，基本上可以让大楼顶部的人员感觉不到大楼的横向加速度。

“定楼神器”的原理是什么？

首先必须理解下钢筋水泥结构的大楼并不是一个刚体，它会受到很多因素影响而晃动，比如地震，或者大风的影响，并且随着建筑物的增高，这个影响还会被放大，比如2018年9月“山竹”台风期间，深圳和香港多处大楼发生了摇晃，其中最有名的无疑就是下面那个视频：

这是香港将军澳海边的日出康城小区楼房被吹得晃来晃去的视频，楼上的住户估计吓得心脏病都要犯了，但大家要了解一下的是日出康城的层高仅有50层，按3米层高算也就150~160米左右，晃动都能达到如此强度，要是像632米高上海中心大厦岂不是要扭秧歌了？

香港日出康城

“定楼神器”就是来阻止这个晃动产生的，它的原理说起来其实还真不难理解，就像下图这种模式，在一个模型建筑的的顶部放置一个重物就能大幅减轻晃动幅度并且很快停止：

一个自由滑动的配重的惯性即可大幅度降低晃动幅度以及晃动时间，因此有部分早期的高楼会在顶层或者顶层附近设置一个大型游泳池，用水的晃动来代替重物，其实也能收到不错的效果，在一定程度上确实可以起到抗风抗震的作用。

但很明显，用这种方式在应对超高层建筑时效果并不佳，或者无法达到最佳的效费比，因此一种叫做阻尼器的主动抗震技术就出现了，它的作用是在晃动的方向上阻尼以抵消建筑物的晃动，比如台北101大楼就用一个660吨重的机械结构阻尼器。

上海中心大厦的阻尼器被安置在125~126层、重达1000吨的主动阻尼装置，与机械阻尼不一样，这里安装的是上海材料所自主研发，填补了世界空白的电磁原理阻尼器，

阻尼器都是什么原理？

阻尼器减少振动和晃动我们都了解过了，但是怎么让阻尼器运动来抵消建筑物晃动呢？其实阻尼器种类还挺多的，比如油压阻尼、黏滞阻尼、电涡流阻尼等等，台北101大厦的就是油压阻尼器，结构如下图：

油压阻尼

当大楼出现晃动时由于这个680吨重的质量块在空间中保持“静止不动”，当大楼摇晃就会有液压的方式对大楼的晃动产生阻尼，让这个运动快速消失，达到迅速减低甚至让摇晃消失。而上海中心大厦的则是电涡流阻尼，其原理大致如下图：

这个原理更简单，导体在恒定磁场中运动时会产生涡电流，这个涡电流在导体内部短路消耗会发热，此时是机械能在做功，但这个涡电流同样会阻止导体在磁场中运动，这就是电磁阻尼的原理，只是在这个应用中运动的是磁铁而已，但原理其实是一样的。

当然原理理解起来不难，就像电磁炮一样，就是轨道炮或者线圈炮，实验室里做个玩具都没问题，不过只能用来理解原理，完全没有实用价值，所以无论是机械阻尼还是电磁阻尼，其门槛都是相当高的。

不过也不用慌，利奇马登陆时风速在52米/秒左右，远高于梅花的48米/秒，不过各位要注意的是利奇马在温岭登陆，穿过大半个浙江后从太湖附近经过，而此次梅花登陆的则是舟山，由于舟山群岛山地不多，地面作用比较微弱，而且不久后就将穿过杭州湾在金山到金山到奉贤之间再次登陆，因此考验上海中心大厦电磁阻尼效果的时候到了。

大楼的防震抗风的其他方式

这种液压或者电磁阻尼都是超高层建筑的专用设备，一般的大楼不是成本太高用不起就是没必要，但抗震和抗风作用仍然是需要的，因此就会有多种低成本的方式来应对这种晃动：

首先就是大楼桩基稳定，比如打得够深，直达基岩这种桩基就是稳固的，这是抗震的基础，所以桩基必须牢靠，然后就是建筑抗震设计，接下来就是各个减震抗风的各项技术大显神通了。

比如采用隔振措施，桩基与建筑物的结合部位使用免震（隔震）设备，一般是建筑的结构柱底部装设铅心橡胶垫，在地表和建筑本体结构间发挥缓冲作用，将地震波的力量转移至可移动的隔震垫，这种装备可以将大部分地震的振动“隔绝”，据说效果可达60%以上。

另一种是梁柱之间的结构阻尼，建筑物高了在风压或者地震作用下振动和一定会产生，那么提前预留好晃动的余地并且使用阻尼将这些晃动消解掉，这就将振动或者晃动消弭于无形。

这种结构有有制震壁、阻尼器等形式，制震壁（或称为黏弹式制震壁／阻尼器）是在建筑的上下梁柱之间装设钢板，钢板中间含有橡胶或其他化学聚合性黏弹材，能吸收地震部分能量，进而降低摇晃的程度。

另一种则是油压型阻尼器，在梁柱之间装设阻尼器，当油压缸中的液体因速度而流动时，会产生压缩效能，以抵抗力来抑制摇晃时的作用力。

除了这些装置以外，其他还有大楼外形修形，这是将周围的环境与大楼模型放进风洞中吹一吹，看看那种结构最适合多个风速下的实际环境，选择一个既能展现建筑物优美外观，又能在风洞中取得最好成绩的妥协方案。

现代建筑的设计不再是画板铅笔，而是一系列科学技术与艺术的结合。