大厦顶层为何都吊着千吨重物？浪费黄金楼层，真能确保万无一失吗
大家都知道上海中心大厦是目前世界上第二高楼，但很多人可能不知道，它到底神秘在哪？为何被称为世界上最难建造的建筑？又为何会创下多项世界奇迹呢？这期咱们就来聊聊这个世界上技术最先进的摩天大楼。
上海中心大厦
上海中心大厦位于上海市黄浦江东岸陆家嘴金融贸易区。历经15年的规划、设计和测试，2008年开始建造，2016年全部完工。
上海中心大厦侧面示意图
巨大人流量
大楼总高632米，层高128层，划分成为9个区域，可同时容纳1.6万人工作、居住以及购物，毫无压力。
建造预测图
要想建好这座摩天大楼，整个设计工程中最具挑战性之一的便是要做好地基的设计。因此，上海中心大厦开建的首要困难，便是如何在上海这种松软的土壤上稳稳地支撑得起85万吨重的摩天大楼？
冲击层示意图
中心大厦建造地处在一个冲击层上土质松软，而且地表充满了厚厚的沙子以及黏土，直到地表下200米左右才出现坚固的基岩。因此，这种松软的土壤给大厦的建设带来了巨大的挑战。而且，如果大厦的重量分布不均匀，甚至会出现倾斜的状况，哪怕只倾斜一点，顶部也会严重偏移造成致命灾难。
上海中心大厦全貌
所以，为了克服这个潜在的灾难性风险，必须建造出能够解决这些问题的坚固地基。
浇灌混凝土
2008年，一个为期两年的地基建造计划开启了。
浇灌混地基
首先，他们将980个基桩打入86米深的土里，然后浇筑混凝土进行加固形成基础筏板。6.1万方混凝土，长达60小时的连续浇筑，2000名工人和上海所有的混凝土车同时作业，才得以完成混凝土筏板的建造，仅这地基建造就创下了两项世界纪录。
上海中心大厦仰视图
上海中心大厦每层楼平均重约6500吨，整栋楼更是达到了85万吨的超级重量。因此，建造出支撑这种重量的框架结构变得重中之重。设计师抛弃了常规的铸铁框架，用钢筋结构取而代之。
内部钢结构
钢结构质量轻、强度大、容易建造，而且在车间预装配时能更好地把控它的质量。钢结构承载了整座建筑的重量，因此，外墙将不再承受载荷，可以采用各种玻璃等轻质的材料制成。
V型结构
此外，墙体也不需要是传统的平直形状，可以提供更多的设计空间。
要想建造一座能同时容纳1.6万人且
施工现场
不拥堵的办公居住大楼，电梯设计变得尤为重要。正常的客运电梯速度大概在每秒1.5米，也就是说，从一楼乘电梯去往顶层，需要将近7分钟的时间。
3D示意图
为了解决这一问题，中心大厦总计配备了单层和双层电梯共106部，包括世界上行程最远的单层电梯，运行距离长达578.5米。
电梯3D示意图
此外，大厦配备了世界上最快的电梯，运行速度高达18米每秒。也就是说，从一楼到顶层只需要35秒的时间，比常规电梯快了12倍。
上海中心大厦
上海处于台风区，三面都有可能遭到台风侵袭，而且风速可达每小时有385里，这一风速放在一百多楼的高处，载荷压力将逼近4000多帕，而且台风环绕建筑时会形成涡旋脱落效应，导致摩天大楼出现剧烈摇晃。
V型上升式结构
为此，中心大厦选用了锥形螺旋上升式设计，该设计能够减缓风流把同样体量矩形建筑的风阻减少24%。而且中心大厦设计了一个贯穿整栋大楼的V型凹口，有助于降低建筑上的湍流效应。
上海中心大厦
此外，大厦锥形的设计还有助于降低大楼的重心，使得整栋建筑更加稳定。原理很简单，因为重心越低，主体越稳。
日本东寺塔
上海处于三级地震带上，为了随时应对百年不遇的地震，上海中心大厦在抗震方面借鉴了日本的东寺塔设计。
垂直分区
大厦整个结构围绕着中心的钢筋混凝土复合芯柱，分为9大垂直分区，巨大的外围框柱以及外撑支架，安装在中心芯柱周围，并用钢桁架连接核心部分和外围柱子，为建筑提供更加稳定的抗震能力。
3D骨架结构
通俗点说，芯柱相当于人体的躯干，外围的柱子以及支柱就如同滑雪杆，让身体变得更加稳定，这个抗震设施从大楼底部一直延伸到顶部。
1200吨钢块
从125楼往上看，大约四层楼高的位置吊着一个重达1200吨的钢块，重量相当于600辆家用轿车，它到底神秘在哪？
晃动示意图
通常情况下，出现台风或者发生地震时，大楼会出现级别不同的晃动风险。为了解决这一问题，钢块发挥着不可替代的作用。
钢块和吊索、主体结构等部件共同组成了调谐质量阻尼器系统，阻尼器随着大楼的晃动会朝着相反的方向摆动。
3D演示图
3D演示图
原理很简单，当建筑受到风力或者地震晃向一边时，会带着阻尼器一起晃动，当大楼晃回来时，阻尼器仍然朝着相反的方向运动，从而起到减震作用。因此，楼房建得越高，阻尼器就会做得更大。
广州塔
比如素有“小蛮腰”之称的广州塔，同样安装了类似阻尼器的装置。广州塔顶层装有两个各540 吨容量的铁质消防水箱，当塔身晃动时，水箱受计算机控制向反方向滑动以消除塔身的晃动。
内部水箱
此外，一旦建筑发生了火灾，在外部消防无法到位时，这两个水箱可便可以承担两个小时的喷淋灭火任务，毕竟里面足足装了 540 吨的水。简单来说，如果没有这个阻尼器系统，摩天大楼几乎不可能运行。
阻尼器系统
不过，中心大厦尽管动用了128层中的5层高楼，而且重量高达1200吨，但实际上它使得整栋大楼的造价更低、质量更轻。
上海中心大厦全貌
运用非常简单的原理制造出来的阻尼器，却成了摩天大楼应对台风地震时的终极秘密武器。有时候看似简单粗暴的方法，或许才是最好的解决办法。
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