【拓展閱讀】摩天大廈的心臟-風阻尼器

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現今世界上超高層建築遍地開花。超高層建築的建造是多個領域高新技術的綜合體現，其中建築物結構之設計最為重要。要確保安全，首先要有超強抗地震能力。在遇較大風力時能減小建築物的搖晃。故此，被譽為「定樓神球」的風阻尼器廣泛應用開來。

風阻尼器是高層建築應對地震,吸收震波的一種裝置.由吊裝在樓體中上部一個幾百噸重的大鐵球通過傳動裝置經由彈簧,液壓裝置吸收樓體的振動,達到抗震的目的

在中國第一個安裝風阻尼器是臺北的101大廈，臺北的101大樓是在88-92樓層掛置一個重達680公噸的巨大鋼球，利用擺動來減緩建築物的晃幅。

一但建築物因強風產生的搖晃可以通過傳感器傳至風阻尼器，此時風阻尼器的驅動裝置會控制配重物的動作進而降低建築物的搖晃程度。通過引入風阻尼器，將能使強風時加在建築物上的加速度（重力）降低40%左右。另外，風阻尼器也可以降低強震對建築物，尤其是建築物頂部的衝擊。

臺北101大樓總高508公尺，樓層數為101層，屬於超高層建築，這種大樓在高層位置容易受到風力影響而產生擺動。如果風力太強，造成結構物的振動太大，將使住戶產生不適感，所以，為了降低建築物振動反應，裝設抗風阻尼器就成了解決的辦法。

這顆類似單擺的金色大圓球，其正確名稱為：「調諧質量阻尼器」（ Tuned Mass Damper，TMD）。這顆阻尼器的功能是用來減緩因強風造成建築物振動而引起的不適感。

臺北101大樓調質阻尼器所裝設的位置與造型最後決定懸吊於87~92層之間。這個類似單擺的調質阻尼器，其直徑約為5.5公尺，共由41層厚度125mm的圓形鋼鈑堆疊焊接組合而成，各層鋼鈑的直徑則配合球體形狀呈2.1m~5.5m的尺寸變化。整個球體由8組90mm直徑的高強度鋼索，透過支架託住球體質量塊的下半部，將660公噸的載重懸吊支承於92層結構。

此外，調質阻尼器支架周圍也另設置了8支斜向的大型液壓粘滯性阻尼器(PrimaryHydraulic Viscous Damper) ，其功能在於吸收球體質量塊擺動時之衝擊能量，減少質量塊的擺動。

而為了避免強風及大地震作用時質量塊擺幅過大，調質阻尼器下方則放置了一可限制球體質量塊擺動的緩衝鋼環（Bumper Ring），以及8組水平向防撞油壓式阻尼器（Snubber Damper），一旦質量塊擺動振幅超過1.0m時，質量塊支架下方的筒狀鋼棒（Bumper Pin）就會撞擊緩衝鋼環以減緩質量塊的運動。

單擺式調諧質量阻尼器的力學原理：一個簡單的調質阻尼器是由質量塊（慣性力）、彈簧（彈性恢愎力）與阻尼（能量消散）所組成，裝設於結構物上使之降低結構的動態反應，如頂層位移及加速度反應。

調質阻尼器的作用原理為：將阻尼器自身的頻率調整接近於主結構的控制頻率，如此一來，當外力（風力、地震力）使得結構物的主要頻率被激發時，阻尼器會產生與主結構反向共振的行為，此時作用在主結構上的能量會藉由調質阻尼器而消散。因此我們必需先知道調質阻尼器的設定周期，再根據此周期來設計阻尼器。

臺北101大廈是世界第一座風阻尼器外露於整體設計的大樓，在85、86、與88樓用餐可以看到這個帶有裝飾且外型像大圓球的阻尼器，其直徑5.5米也是世界第一。直徑5.5公尺、重達660公噸的「風阻尼球」有101大樓「心臟」之稱，被拿來做緩衝風阻和防震之用。
臺北101打地基的工程總共進行了15個月，挖出70萬噸土，基樁由382根鋼筋混凝土構成。中心的巨柱為雙管結構，鋼外管，鋼加混凝土內管，巨柱焊接花了約兩年的時間完成。臺北101所使用的鋼至少有5種，依不同部位所設計，特別調製的混凝土，比一般混疑土強度強60%。

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