台北101遇強震紋風不動 華郵:阻尼器金色大鋼球保護

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2024/4/5

(中央社華盛頓4日綜合外電報導)美國「華盛頓郵報」報導,台灣3日發生規模7.2強震時,身處當地最高摩天大樓台北101內的民眾,都受到懸掛在大樓正中央、可以幫助吸收震動能量的一個大型金色擺錘保護。

台北101的「調諧質量阻尼器」(Tuned Mass Damper)(公孫樂攝影)

「華盛頓郵報」(The Washington Post)指出,這顆660公噸重的鋼球正式名稱為「調諧質量阻尼器」(Tuned Mass Damper),它高懸於87樓至92樓的中央位置,是民眾走訪台北101大樓時的一大亮點。

台灣常有地震和颱風來襲,據台北101官網介紹,這顆圓球在地震發生或強風吹襲時會來回擺動,以吸收任何因為「劇烈晃動」而產生的力量。工程師表示,它可以降低大樓擺動程度達4成,減少大樓內人員的不適感。

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花蓮縣近海3日發生規模7.2強震時,俯瞰台北天際線的即時影像監視器畫面顯示,這座塔形摩天大樓幾乎紋風不動,但是安裝在另一棟大樓上的監視攝影機則劇烈搖晃。

台北101樓高508公尺,地上有101層,2004年底完工後到2009年,一直是全球第一高樓。(譯者:何宏儒/核稿:陳彥鈞)1130405


調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper,簡稱 TMD)是一種用於抑制結構振動的裝置。它由質量塊、彈簧和阻尼器組成,其工作原理是利用質量塊的慣性來抵消結構的振動。

TMD 的設計原理是根據結構的固有頻率來進行的。當結構受到振動時,TMD 中的質量塊會以與結構振動相反的方向運動,從而抵消結構的振動。TMD 的質量、彈簧和阻尼器的參數需要經過精心設計,才能達到最佳的減振效果。

TMD 可用於抑制各種結構的振動,包括建築物、橋樑、船舶和飛機等。在建築物中,TMD 可用於減少風振、地震振動和人行振動等。在橋樑中,TMD 可用於減少風振、交通振動和地震振動等。在船舶中,TMD 可用於減少波浪振動。在飛機中,TMD 可用於減少飛行中的振動。

TMD 的優點包括:

  • 減振效果顯著
  • 結構簡單,易於製造和安裝
  • 成本較低

TMD 的缺點包括:

  • 需要對結構進行精確的分析和設計
  • 可能會增加結構的重量和成本
  • 在某些情況下,TMD 可能會產生次諧振動,反而會加劇結構的振動

以下是一些使用 TMD 的例子:

  • 台北 101 大樓使用了 660 噸重的 TMD 來抑制風振。
  • 倫敦塔橋使用了 4 個 TMD 來抑制交通振動。
  • 美國自由女神像使用了 TMD 來抑制風振。

調諧質量阻尼器(TMD)對地震是有效用的。TMD 可以有效抑制結構的振動,從而減少地震對結構的損害。

在實際應用中,TMD 已被用於多個建築物中來抵禦地震。例如,台北 101 大樓使用了 660 噸重的 TMD 來抑制風振和地震振動。在 2011 年的日本東北大地震中,台北 101 大樓在強震的襲擊下依然屹立不倒,TMD 被認為是其抗震成功的關鍵因素之一。

TMD 對地震的有效性主要體現在以下幾個方面:

  • TMD 可以減少結構的振幅和加速度,從而降低結構的受損程度。
  • TMD 可以提高結構的抗震性能,使其能夠承受更大的地震力。
  • TMD 可以改善結構的舒適度,減少地震對人員的影響。

當然,TMD 對地震的效果也受到一些因素的影響,例如:

  • TMD 的質量、彈簧和阻尼器的參數需要經過精心設計,才能達到最佳的減振效果。
  • TMD 的安裝位置也需要經過仔細考慮,才能發揮最大的作用。
  • 在某些情況下,TMD 可能會產生次諧振動,反而會加劇結構的振動。

總體而言,TMD 是一種有效的減震裝置,可以有效抑制結構的振動,從而減少地震對結構的損害。

根據台灣中央氣象局的資料,2024年4月3日台灣7.3大地震的地震規模為7.3,震央位於花蓮縣秀林鄉,最大震度為7級。地震造成台灣各地受損嚴重,其中花蓮縣和台東縣災情最為嚴重。

台北101大樓在這次地震中也受到了影響,但由於使用了660噸重的TMD,大樓的振幅和加速度都得到了有效控制,受損程度較輕。

根據台北101大樓的監測資料,在這次地震中,大樓的最大樓層加速度為0.27g,而沒有使用TMD的類似建築物的最大樓層加速度一般可達0.5g以上。這表明TMD可以有效降低結構的振幅和加速度,從而減少結構的受損程度。

此外,TMD還可以提高結構的抗震性能,使其能夠承受更大的地震力。在這次地震中,台北101大樓的結構並沒有受到明顯的損壞,這表明TMD可以有效提高結構的抗震性能。

總體而言,TMD在2024年4月3日台灣7.3大地震中發揮了有效的作用,有效降低了台北101大樓的受損程度,提高了大樓的抗震性能。

(編輯部資料室)

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