台北101大厦阻尼球的工作原理，是怎么回事儿啊？
那个叫做风阻尼器
原理
一般说，在正常的风压状态下，距地面高度为10米处，如风速为5米/秒，那么在90米的高空，风速可达到15米/秒。若高达300-400米，风力将更加强大，即风速达到30米/秒以上时，摩天大楼会产生晃动。
简单的说就是一般的摩天大楼都会在有风的情况下摇晃,这个装置就是减轻摩天大楼产生的晃动。
减小风力对超高层建筑的影响有许多途径，如可以通过改变建筑物的形状，对风产生干扰作用。最新的技术进展是在超高层建筑设置一种名为“风阻尼器”的装置，能有效地减小强风力对超高层建筑产生的摇晃。风阻尼器的本质就是一套阻尼系统或称消能减振装置。
2008年8月建成的我国大陆第一高楼——上海环球金融中心，就是安装了两台用来抑制建筑物由于强风引起摇晃的风阻尼器。专家称，超高层建筑遭遇6级以上强风时，建筑内的人会有轻微摇晃感。考虑到上海时常遭遇台风袭击，因此特别安装了这样的风阻尼器。
风阻尼器的主要部分是由钢索悬吊的两个各重约150吨的配重物体，悬挂在90层（395米处）。当强风来袭时，该装置使用传感器来探测风力大小和建筑物的摇晃程度，并通过计算机经由弹簧、液压装置来控制配重物体向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。其运作原理就像身处摇晃小船上的人，将身体朝小船晃动的反方向移动，来取得平衡。如果强风从北面刮来，配重物就好比一个巨大的“钟摆”摆向北面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。使用了这一装置之后，能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右，这样一来，即使遭受强风袭击，建筑内的人也基本感觉不到建筑物的摇晃。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物、尤其是建筑物顶部的冲击。
超高层建筑结构之设计除了以安全为首要考量，还必须考虑居住上的舒适性。一般超高层大楼的设计主要都是受到风力的控制， 因此设计风力的条件影响结构设计的结果甚大。由于本案为超高层大楼，除依循国内风力设计规范外，还委托加拿大 Rowan Williams Davies & Irwin Inc. (RWDI)风洞试验室研究大楼之风力设计载重，其设计风力之推导源于风洞试验，系以1:500比例制作工址半径600m内的风场环境模型，以10度角为单位置入风洞中模拟实际建筑物受风的情形。其中各个角度的风速高度分布特性则是由1:3000地形模型中进行边界层风洞试验(Boundary layer wind tunnel test)后而得到大气边界层风速分布，而结构体模型则是采用高频率力平衡模式(High-frequency force-balance)，结构基本风压则是由应变计所量测到的弯矩扭力和剪力的分布曲线统计回归而得，并配合结构动力特性计算结构体的加速度反应后，一并提供设计单位作为设计风力之依据。
扩展资料
台湾台北101大厦（2003年10月竣工）设置有世界最大的风阻尼器，其外观为金色球体，直径达5.5米，重680公吨(等于680 000千克)。此风阻尼器不仅为全球最大，也是全球唯一外露式的，可供游客参观。
中新网2015年8月8日电 据台湾“中央社”报道，台风“苏迪罗”带来强风暴雨，不仅使台北101大厦以及观景台罕见暂停营业一天，台北101大楼内的防震阻尼器今早摆动幅度达100公分之大，摆动幅度创史上最大。
台北101大厦表示，台风苏迪罗强风威力之大，使得阻尼器Damper于今天6点59分，达到100公分，创下史上最大摆动幅度。
参考资料百度百科风阻尼器
影响而产生摆动。如果风力太强，造成结构物的振动太大，将使住户产生不适感，所以，为了降低建筑物振动反应，装设抗风阻尼器就成了解决的办法。这颗类似单
摆的金色大圆球，其正确名称为：「调谐质量阻尼器」（ Tuned Mass Damper，TMD）。
这颗阻尼器的功能是用来减缓因强风造成建筑物振动而引起的不适感。通常人感到不舒服，与楼层的尖峰加速度值有关，根据文献对高楼居民受风力摆动引起不适的研究显示，振动加速度达5cm/sec2时，人会开始感觉到建筑物的摆动并因此感到不舒服。所以台湾的规范规定：在回归期半年（一年内可能会发生两次的机率)的风力作用下，建筑物最高居室楼层角隅之侧向振动尖峰加速度值不得超过5cm/sec2。
在台北101大楼工程设计之初，经过风工程顾问RWDI公司与结构设计单位进行多次载重与结构应力检核後，分析的结果显示，在不考虑台风的效应下，大楼顶
部办公楼层於半年回归期风力作用下，其加速度反应已达到6.2 cm/sec2，而如果考虑台风的影响，则提高为7.4cm/sec2，两者均已超出国内相关法规所建议的5cm/sec2，
因此，基於舒适度的需求，台北101大楼必须安装额外的阻尼系统或消能装置，以减低塔楼受风时的摇晃程度。为了解决风力舒适性的问题，由业主选择使用调质
阻尼器，并委托加拿大Motioneering公司负责设计与施工。由下图可以发现，装置调质阻尼器後，大楼受风力时的加速度约可减少40%。
台北101大楼调质阻尼器构造简介
为了配合建筑空间的规画，台北101大楼调质阻尼器所装设的位
置与造型最後决定悬吊於87~92层之间。这个类似单摆的调质阻尼器，其直径约为5.5公尺，共由41层厚度125mm的圆形钢钣堆叠焊接组合而成，各层
钢钣的直径则配合球体形状呈约2.1m~5.5m的尺寸变化。
整个球体由8组90mm直径的高强度钢索，透过支架托住球体质量块的下半部，将660公吨的载重悬吊支承於92层结构。此外，调质阻尼器支架周围也另设置
了8支斜向的大型油压粘滞性阻尼器(Primary Hydraulic Viscous Damper)
，其功能在於吸收球体质量块摆动时之冲击能量，减少质量块的摆动。而为了避免强风及大地震作用时质量块摆幅过大，调质阻尼器下方则放置了一可限制球体质量
块摆动的缓冲钢环（Bumper Ring），以及8组水平向防撞油压式阻尼器（Snubber
Damper），一旦质量块摆动振幅超过1.0m时，质量块支架下方的筒状钢棒（Bumper Pin）就会撞击缓冲钢环以减缓质量块的运动。
单摆式调谐质量阻尼器的力学原理
一个简单的调质阻尼器是由质量块（惯性力）、弹簧（弹性恢愎力）与阻尼（能量消散）所组成，装设於结构物上使之降低结构的动态反应，如顶层位移及加速度反
应。调质阻尼器的作用原理为：将阻尼器自身的频率调整接近於主结构的控制频率，如此一来，当外力（风力、地震力）使得结构物的主要频率被激发时，阻尼器会
产生与主结构反向共振的行为，此时作用在主结构上的能量会藉由调质阻尼器而消散。因此我们必需先知道调质阻尼器的设定周期，再根据此周期来设计阻尼器。
单摆式的调质阻尼器周期为：?
由上式知道单摆式调质阻尼器的周期与摆长有关，而周期与频率互为倒数，
所以我们调整单摆的长度使得调质阻尼器的频率与主结构的频率接近，阻尼器方能发挥效能。一旦调质阻尼器的周期为已知，阻尼器摆长的长度就可以决定了。台北
101大楼主要结构物的控制周期约为6.8sec，若令调质阻尼器的周期与主要结构的控制周期相同，则摆长约需11.5m，此长度及质量块等，约需4层楼
高的空间。所以是否选用单摆式的调质阻尼器，常常取决於建物能否提供足够的高度，若建物高度不够，则需考虑其他解决方案，如选择使用平移式的调质阻尼器
等。
