我国由于钢产量和混凝土使用量的优势，在高楼层的发展方面具备了很好的物质基础，几乎每个城市都有着数量庞大的高层建筑群。但是从理论上来说，高楼层是不符合重力原理的，相同的建筑面积，楼层越高，建筑的稳定性能会相应减弱，因为它们比一般建筑更加细长。尤其在面临台风、地震这些自然灾害时，照理说应该是更容易出现倒塌的。

可事实却恰恰相反，比如屹立于上海陆家嘴的上海中心大厦，在2018年的台风“利奇马”过境时，摆动幅度达到了1.4米。如果这个时候你刚巧在大厦的高楼层，那么你会很明显感受到大楼的晃动，甚至会产生强烈的眩晕感。

2021年7月24日晚上，台风“烟花”即将登陆，浙江多地出现“海水倒灌”的情况，在遍布河南暴雨的新闻中异常显眼。烟花从浙江杀到江苏，然后直奔上海，上海中心大厦再次出现摆动。

台风烟花的路径

上海是沿海城市，经常会接受台风的洗礼。一般的住宅办公楼都需要考虑抗风设计，更不用说高度位列世界第二、全国第一的上海中心大厦。

上海中心大厦为什么可以在经历过这么多次的台风后，还能毫发无损呢？

我们首先全方位了解一下6号台风烟花，更加深切地感受一下它的威力，以便更直观地看到中心大厦的抗风性能有多厉害。

第一，烟花中心附近的风力可达16级（52-55米/秒）以上。在它距离上海还有1000公里的时候，上海已经狂风大作。并且，它还十分诡异地两次登陆上海。25日再次到达上海后，导致36.2万人转移，所有到上海的高铁列车停运、航线停飞。成年男子在路上寸步难行，有楼房的阳台也被直接吹翻。第二，它体格庞大，移动的速度非常慢，而且拥有很多水汽，这也是为什么河南、河北、安徽等地的暴雨一直停不下来。

台风烟花的路径

下面我们来看，上海中心大厦是怎么做到安然无恙的？

• 首先，上海中心大厦的定楼神针功不可没

26日时，网上有不少关于中心大厦的镇楼神器阻尼器的讨论。，这个阻尼器就是大厦的“定楼神针”。它其实就是一个外形独特的巨型铁块，在大楼被风晃动的同时，阻尼器便会向反方向摇晃。这样它们就不能形成共振，而是形成了两股相反的作用力，以此来削弱大楼的摆动幅度。

2021年，深圳的赛格大厦出现晃动，就是因为大楼的震动频率恰巧与风同步了，形成了共振。如果这座大厦里也安装了阻尼器，那么不到五级的风力就把这么一座大厦吹得摇晃的情况，也不会出现了。美国的汉考克大厦也出现过这样的情况，后来他们在顶楼装了两个几百吨重的大铅块，问题便解决了。

这个共振原理，这就像我们坐车，车起步向前时，乘客身体由于惯性往后倒。刹车时，乘客又由于惯性向前扑。假设车是大楼，那么乘客就是阻尼器。不一样的是，阻尼器和大楼有能量交换，阻尼器的每一次摇摆，都是对大楼晃动的反方向干扰，由此减轻了大楼的晃动幅度。

阻尼器实验

中心大厦的阻尼器重达1000吨。很多其它的超高层建筑也都会配置阻尼器。比如世界最高的大厦哈利法塔，台北的101大厦。而广州小蛮腰的阻尼器有点特别，它被做成了消防水箱，水箱平时是阻尼器，而一旦建筑物发生火灾，水箱里的水可以喷淋两个小时进行灭火。

• 其次，也必定离不开合理的结构

在结构上，大厦用的是筒体结构，在大厦的中心，有一个类似于烟囱、树干、伞柄之类的空心柱，这个空心柱可以用来统筹和平衡推力和拉力，分散每一个方位所产生的力。

这是因为中心大厦与大多超高层建筑相同，四处刚度并不均匀，而这个“筒”，就像一棵树的树干一样，即便向阳的一边更加茂密，背阴的一面稍显稀疏，也不至于失去了平衡（假设大树不靠根扎入泥土）。

我们在周围的一些写字楼里也可以看到这种核心筒结构，大楼的中间是“筒”，这个筒通常被做成电梯井和楼梯间。环绕着这个“筒”的，是一家家企业办公室或者商铺的店面。

上海中心大厦鸟瞰图

• 而且，中心大厦在外形的设计上也充满了细节

大厦的外观整体上是螺旋式上升的，这种形态在不同的层高上旋涡脱落频率不同，因此难以形成共振。

旋涡脱落的意思就是，当来流风速增加到临界值时，建筑周围产生漩涡脱落现象，从而造成涡激振动。

螺旋脱落现象

通过设计，削弱涡激振动与大厦楼层方向的一致性，从而减小建筑风荷载。上海中心大厦采用的圆角设计、锥形建筑、不对称形体便是优化方法。

上海中心大厦立面形态最重要的特征是建筑沿高度的扭转角（120度）、建筑朝向和建筑沿高度方向缩进的比例，以沿高度方向按相同比例缩小的方形大楼为参照基准。它的外墙是V字形凹槽，这也能减缓风力。

最高的建筑为上海中心大厦

据超高层建筑的刚性模型风洞测压试验表明，超高层建筑表面的风压分布对建筑表面围护结构的安全使用有重要影响，大厦的设计也参考了这个实验结果。

虽然上海中心大厦很安全，但是其它的很多建筑物都没有这么强的抗风设计，所以才会出现有很多楼层的阳台都被掀翻的情况。不管是河南、河北、安徽、山东等地的暴雨，还是正在侵袭着江南大地的台风，都希望它们可以真的像烟花一样，只能张狂短暂的一段时间，很快便会烟消云散！