【大纪元2024年04月06日讯】（大纪元记者夏雨综合报导）周三（4月3日），台湾东部花莲地区发生7.4级地震，造成人员伤亡，并损坏了770座建筑物。在距震中仅80英里的台北，高耸入云的台北101大楼在此次强震中毫发无伤。专家表示，一颗金色巨大钢球功不可没。
当强震袭击花莲的时候，全台湾岛的很多建筑都经历了25年来最强烈地震导致的剧烈摇晃，曾经是世界上最高摩天大楼的台北101也有类似体验。
但作为现代工程的一项胜利，视频显示，这座1,667英尺高的巨塔仅仅有轻微晃动，而安装在另一栋大楼上的监控摄像头正在剧烈晃动。
当初建造这座高塔时，建筑师是怎么做到在地震中保护摩天建筑的呢？
建筑材料起了什么作用
CNN报导，首先，这种摩天大楼采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架（Outrigger Truss）结构，主要建材是钢筋混凝土，拥有抗震防御能力。
此类材料将混凝土的抗压强度与钢材的抗拉强度相结合，使建筑物具有足够灵活性，可以摇摆，但又具有足够刚性，可以抵御强风和经常袭击台湾的台风。
建筑物可以在地震中通过随动，而不是对抗地震力来承受地震力的原则，几个世纪以来一直是地震多发东亚国家的传统建筑基础，从日本的宝塔到中国的宫殿。（推荐阅读：强震中舍身保护新生儿 台湾护士获网民大赞）
金色巨型钢球起到哪些减震作用？
然而，在塔楼高处，另一项技术创新有助于保护这座101层的摩天大楼——一个巨大的球状装置（看图片点这里），称为调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper）。
金色钢球悬挂在第87层和第92层之间的92根粗缆绳上，可以向任何方向移动约5英尺。因此，它就像钟摆一样抵消（或抑制）建筑的摇摆运动。
“它本质上是一个非常大的平衡物。”《摩天大楼：世上最高建筑如何重塑我们的城市和我们的生活》（Supertall: How the World’s Tallest Buildings Are Reshaping Our Cities and Our Lives）一书的作者斯特凡‧艾尔（Stefan Al）在电话采访中对CNN解释道，“以台北101为例，金色钢球重量为660吨。看起来确实很重，但如果与建筑物总重量相比，只是一小部分。”
看图片，点这里。
“当建筑物开始摇晃时，（调谐质量阻尼器）将向相反方向移动。以台北101为例，它是悬浮的……因此，当塔楼摇摆时，它会滞后，并通过向相反方向移动来吸收动能。”艾尔说。他还解释说，球和建筑物之间的液压缸将这种能量转化为热量，然后消散。
据台北101网站表示，在经常袭击台湾的地震或台风期间，球体会前后移动，吸收任何“剧烈摆动”力量。该阻尼器的工程师表示，它可以将建筑物的运动减少高达40%，从而减少居住者的不适感。
世界各地摩天大楼都采用了调谐质量阻尼器，其中包括纽约“最薄”的史坦威大楼（Steinway Building）和迪拜的帆形阿拉伯塔（Burj al-Arab），该塔拥有11个此类阻尼器。艾尔说，这种装置可以有效防止“谐波振动”引起的剧烈运动，这种运动可能会在地震期间导致建筑结构受损。（相关报导：台湾大地震引国际关注 伤亡相对少、灾损较轻 法国专家和网友大赞一件事）
“当建筑物开始以其自身的共振振动时”，他说，“可能会导致（建筑物）倒塌，（因为建筑物）会越来越快地摇晃。”
调谐质量阻尼器也称为谐波吸收器，经过“调谐”，将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减震作用。
台北101大楼从2004年到2007年一直是世界最高建筑。
还有哪些因素？
除了这颗巨大的球体外，台北101还有许多其它设计特点，可以增强其抵御自然灾害的能力，包括深深打入地下的380个桩。最深处被夯入基岩约30米，即近100英尺。根据台北101的说法，“这类似于将整个建筑物钉在坚固的板块上。”
这座高层建筑符合严格抗震建筑规范，且经过广泛的数字建模和“震动台”测试（包括在复制地震运动的设备上进行测试）。
台湾位于太平洋“火环”上，因此容易发生地震。全球90%的地震发生在这个构造带。（推荐阅读：地处太平洋火环 台湾是如何应对地震的）
乔治华盛顿大学急诊科医生兼工程管理和系统工程教授约瑟夫‧巴伯拉（Joseph Barbera）对“今日美国”表示，台湾因做好地震准备而享有盛誉。
巴伯拉表示，如果不是应急服务部门做好准备，并严格执行国家抗震建筑规范，周三的地震造成的损失可能会更加严重。台湾一些重要建筑物建在地基上，以防止地震。
巴伯拉告诉“今日美国”：“台湾的建筑倒塌——结构倒塌，而不仅仅是建筑物——与其它发生过类似规模地震的国家相比，存在巨大差异。”“几十年来，他们一直致力于降低风险。”
责任编辑：李寰宇#
