Это незаметно для человеческого глаза, но все высотные здания слегка раскачиваются на ветру. И чем выше небоскреб, тем больше становится амплитуда его колебаний.
Стало понятно, что чтобы свести к минимуму это раскачивание, инженеры в верхней части зданий устанавливают гигантские противовесы, называемые настроенными амортизаторами массы — tuned mass dampers (TMD).
В большинстве случаев амортизаторы TMD представляют собой гигантский шар из стали или бетона, вес которого достигает 300 — 800 тонн!
Этот шарик подвешивается на пружинах и поршнях в верхней части зданий и беспрепятственно балансирует при изменении угла наклона здания. По сути, его задача состоит в сохранении центра массы небоскреба.
Пример: в ветреный день, вершина небоскреба высотой всего 300 метров может отклоняться на 10 сантиметров в разные стороны. Иногда жильцов таких высоких зданий даже начинает укачивать от этих колебаний — у них развивается морская болезнь. Поэтому настроенные амортизаторы массы TMD, минимизируя амплитуду колебаний, делают движение здания практически незаметным для его жильцов.
В 2004 году самым высоким зданием в мире была 509-метровая башня Тайбэй 101 в Китае.
Внутри этого здания установлен гигантский противовес в виде шара, характеристики которого поражают воображение! Его диаметр равен — 5.5 метров, а вес — 728 тонн. Шар способен гасить колебания небоскреба, даже если скорость ветра составляет 240 км/час.
Башня Тайбэй 101
По сути, любой небоскреб можно рассматривать как гигантский камертон. Если по нему сильно ударить, например, порывом ветра или землетрясением, то здание начнет вибрировать на заданной частоте. В этом случае противовес TMD начинает двигаться с той же частотой, что и здание, но в противоположном направлении. Этот механизм не убирает вибрацию совсем, но держит её под контролем.
Видео о гигантском шаре