风没多大,楼却晃得厉害,可能是这种好看的物理现象在作怪(5)

2023-07-07 来源:飞速影视
1965年费里布里奇发电站冷却塔倒塌 | 图源:Melcer, J. (2017)
为此,一些烟囱、冷却塔顶安装上了螺旋形扇叶,阻碍卡门涡街形成。
不止是卡门涡街,还有大风带来的颤振(aeroelastic fluttering)也会威胁建筑物。最经典的例子是短命的美国塔科马吊桥,1940年才通车4个月的大桥借风势荡了下秋千,啪一下就没了。

风没多大,楼却晃得厉害,可能是这种好看的物理现象在作怪


1940年塔科马吊桥倒塌 | 图源:Wikipedia
这个案例过去还被写进了教科书,作为卡门涡街的范例。然而,后来的研究者发现,事故发生时的涡旋频率和吊桥固有频率并不满足共振条件,导致吊桥倒塌的更可能是高风速引发的颤振。
为了避免风给建筑物,尤其是高层建筑带来灾难性破坏,建筑设计师和工程师花了不少心思。
减轻振动最常用的方法是安装阻尼器,它的作用相当于汽车上的安全气囊,可以吸收缓冲一部分风或地震带来的振动冲击。

风没多大,楼却晃得厉害,可能是这种好看的物理现象在作怪


台北101大楼中的阻尼器 | 图源:Wikipedia
台北101大楼在90层左右的位置安装了一个730吨的金色大摆锤,这是一种调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)。

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