強震中台北101毫髮無傷 專家:這顆球立功

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【大紀元2024年04月06日訊】(大紀元記者夏雨綜合報導)週三(4月3日),台灣東部花蓮地區發生7.4級地震,造成人員傷亡,並損壞了770座建築物。在距震中僅80英里的台北,高聳入雲的台北101大樓在此次強震中毫髮無傷。專家表示,一顆金色巨大鋼球功不可沒。

當強震襲擊花蓮的時候,全台灣島的很多建築都經歷了25年來最強烈地震導致的劇烈搖晃,曾經是世界上最高摩天大樓的台北101也有類似體驗。

但作為現代工程的一項勝利,視頻顯示,這座1,667英尺高的巨塔僅僅有輕微晃動,而安裝在另一棟大樓上的監控攝像頭正在劇烈晃動。

當初建造這座高塔時,建築師是怎麼做到在地震中保護摩天建築的呢?

建築材料起了什麼作用

CNN報導,首先,這種摩天大樓採用巨型框架-核心筒-伸臂桁架(Outrigger Truss)結構,主要建材是鋼筋混凝土,擁有抗震防禦能力。

此類材料將混凝土的抗壓強度與鋼材的抗拉強度相結合,使建築物具有足夠靈活性,可以搖擺,但又具有足夠剛性,可以抵禦強風和經常襲擊台灣的颱風。

建築物可以在地震中通過隨動,而不是對抗地震力來承受地震力的原則,幾個世紀以來一直是地震多發東亞國家的傳統建築基礎,從日本的寶塔到中國的宮殿。(推薦閱讀:強震中捨身保護新生兒 台灣護士獲網民大讚

2024年4月3日,台灣東部發生大地震後,人們聚集在台北101辦公大樓的大廳裡。(CNA/AFP)

金色巨型鋼球起到哪些減震作用?

然而,在塔樓高處,另一項技術創新有助於保護這座101層的摩天大樓——一個巨大的球狀裝置(看圖片點這裡),稱為調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper)。

金色鋼球懸掛在第87層和第92層之間的92根粗纜繩上,可以向任何方向移動約5英尺。因此,它就像鐘擺一樣抵消(或抑制)建築的搖擺運動。

「它本質上是一個非常大的平衡物。」《摩天大樓:世上最高建築如何重塑我們的城市和我們的生活》(Supertall: How the World’s Tallest Buildings Are Reshaping Our Cities and Our Lives)一書的作者斯特凡‧艾爾(Stefan Al)在電話採訪中對CNN解釋道,「以台北101為例,金色鋼球重量為660噸。看起來確實很重,但如果與建築物總重量相比,只是一小部分。」

看圖片,點這裡

「當建築物開始搖晃時,(調諧質量阻尼器)將向相反方向移動。以台北101為例,它是懸浮的……因此,當塔樓搖擺時,它會滯後,並通過向相反方向移動來吸收動能。」艾爾說。他還解釋說,球和建築物之間的液壓缸將這種能量轉化為熱量,然後消散。

據台北101網站表示,在經常襲擊台灣的地震或颱風期間,球體會前後移動,吸收任何「劇烈擺動」力量。該阻尼器的工程師表示,它可以將建築物的運動減少高達40%,從而減少居住者的不適感。

2024年4月3日的台北101。(CNA/AFP)

世界各地摩天大樓都採用了調諧質量阻尼器,其中包括紐約「最薄」的史坦威大樓(Steinway Building)和迪拜的帆形阿拉伯塔(Burj al-Arab),該塔擁有11個此類阻尼器。艾爾說,這種裝置可以有效防止「諧波振動」引起的劇烈運動,這種運動可能會在地震期間導致建築結構受損。(相關報導:台灣大地震引國際關注 傷亡相對少、災損較輕 法國專家和網友大讚一件事

「當建築物開始以其自身的共振振動時」,他說,「可能會導致(建築物)倒塌,(因為建築物)會越來越快地搖晃。」

調諧質量阻尼器也稱為諧波吸收器,經過「調諧」,將其振動頻率調整至主結構頻率附近,改變結構共振特性,以達到減震作用。

台北101大樓從2004年到2007年一直是世界最高建築。

還有哪些因素?

除了這顆巨大的球體外,台北101還有許多其它設計特點,可以增強其抵禦自然災害的能力,包括深深打入地下的380個樁。最深處被夯入基岩約30米,即近100英尺。根據台北101的說法,「這類似於將整個建築物釘在堅固的板塊上。」

這座高層建築符合嚴格抗震建築規範,且經過廣泛的數字建模和「震動台」測試(包括在複製地震運動的設備上進行測試)。

台灣位於太平洋「火環」上,因此容易發生地震。全球90%的地震發生在這個構造帶。(推薦閱讀:地處太平洋火環 台灣是如何應對地震的

喬治華盛頓大學急診科醫生兼工程管理和系統工程教授約瑟夫‧巴伯拉(Joseph Barbera)對「今日美國」表示,台灣因做好地震準備而享有盛譽。

巴伯拉表示,如果不是應急服務部門做好準備,並嚴格執行國家抗震建築規範,週三的地震造成的損失可能會更加嚴重。台灣一些重要建築物建在地基上,以防止地震。

巴伯拉告訴「今日美國」:「台灣的建築倒塌——結構倒塌,而不僅僅是建築物——與其它發生過類似規模地震的國家相比,存在巨大差異。」「幾十年來,他們一直致力於降低風險。」

責任編輯:李寰宇#

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