世界第二高塔中國造，如何實現抗風、抗震

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出品| 網易新聞學院

作者| 須臾千秋

從2010年開始，中國的最高塔已經被廣州新電視塔——「小蠻腰」刷新。它的總高度600米，遠超東方明珠電視塔的468米。是中國第一高塔，世界第二高塔，僅次於東京晴空塔。

建築要堅固主要有幾點

一是重心要低，最好是上細下粗。這樣，下面的結構承擔得起上面的重量，萬一發生了地震，左右搖晃，上面的結構也不容易垮塌。

二是結構要對稱，結構當中受力均衡，不會有某一個方向上的薄弱環節，也就是「命門」，來破壞整棟建築的穩定性。

三是結構要「敦實」，越往下的部分越厚重，這樣才能維持建築足夠大的剛度，保證足夠的抵抗變形的能力。古埃及人在五千年前就意識到了這一點，因此設計出了久經歷史考驗仍屹立不倒的金字塔。

建造「小蠻腰」，首先得抗風、抗震

為了蓋好這座打破常規的建築，清華大學、同濟大學、廣州大學等高校以及許多科研院所都參與其中。同濟大學負責「小蠻腰」的抗風性能和對策的研究，廣州大學則負責研究建築物的抗震性能。

如何防止「小蠻腰」風中亂扭？我們有抗風神器

抗風神器的名字叫做阻尼器，外形是一個巨大的球體，體重可達數百噸，位置在高層建築的樓頂部位。例如在台北101大樓的樓頂，就有這樣一個重達660噸的大鋼球。它被懸掛在建築的頂端，在大風吹來的時候緩解大樓的振動。

可是如果在沒有風的時候，這樣碩大的鋼球懸在這裡，除了給建築物增加了額外的負擔以及供遊人拍照以外，便沒有什麼用處。如何「變廢為寶」，利用起這個大鐵球呢？

工程師們在頂層的安裝了兩個各540噸容量的鐵質消防水箱，水箱下面裝有軌道並帶有控制裝置。水箱平時當阻尼器用，當塔身晃動時，水箱受計算機控制向反方向滑動以消除塔身的晃動。而一旦建築發生了火災，在外部消防無法到位時，這兩個水箱可便可以承擔兩個小時的噴淋滅火任務，為人員的逃生爭取到寶貴的時間。

細腰的問題解決了，下一道題就是「偏心」。小蠻腰的鋼結構外筒自下而上扭轉了45°，結構三維傾斜，沒有一根鋼構件是垂直或者水平的，上萬根構件每個都不同，這為施工帶來了無盡的麻煩，構件的拼接越複雜，便越是要求精密。

廣州塔的鋼結構外筒施工過程中，每一個微小的誤差都得到了監控。圖片來自網路

精巧的結構輕盈面對地震和颱風

作為廣州的地標，它還肩負著商業休閑、觀光遊覽的功能，每天迎來送往的人員多的時候能達到兩三萬人。他們中有的是在樓內辦公的上班族，效率至上；有的則是悠閑的遊客，想要在電梯內欣賞景色。針對這兩種不同的需求，廣州塔內設計了高速和低速兩組電梯。高速電梯供樓內工作人員使用，速度極快，只需一分多鐘就可以把人從地面送上樓頂；而觀光電梯則速度很慢，可以讓遊客盡情領略窗外廣州城的風光。

兩組電梯相互分開，互不影響。而在火災等緊急狀態下，所有都可以迅速轉化為消防電梯，四部同時工作，可以在2小時內疏散兩千多人。要知道，在高層建築中，電梯能夠救助的恰恰是跑不動樓梯的弱勢群體，是最需要救助的那群人。

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