台北101大楼660吨“大单摆”防地震、台风

    位于信义计划区的台北101大楼，是台北市的地标，总高度达508公尺。到101大楼观景台的游客，一定会顺便参观调质阻尼器TMD（Tuned Mass Damper）的巨大钢球。

660吨金属球 护卫101大楼

　　台湾地震多，台风多，可高508米（不含地基）的台北101大楼为何总是安然无恙？

　　省科技馆工作人员揭示了这个秘密。他按下“地震”开关，展台上的一栋“大楼”左右摇晃得厉害，而另一栋同样高度的“大楼”晃动幅度要小得多。原来，后一栋“大楼”中悬挂着一粒金属球。

　　工作人员解释说，这粒球叫做阻尼器。由于阻尼器相当重，当地震发生时，它可吸收大楼的震动，减少建筑物的震度。台湾101大楼顶端倒悬一颗巨大的金属阻尼球，有660吨，是世界上最重的阻尼球。然而，101大楼当初装阻尼球是为了防台风，没想到也在防震上显奇功。

台北101大楼阻尼器的原理

Taipei 101-TMD是针对该大楼需求量身订做的被动(Passive)阻尼系统，其主要目的为调谐、减低大楼受风力吹袭时之摆动，以确保大楼人员的舒适度而设置。

有别于一般传统隐藏式阻尼系统，Taipei 101-TMD结合了建筑机能与结构功能之考虑，设置于87F~91F的核心位置，实心钢球直径5.5公尺，重量高达680 吨，以四组缆索悬空固定在第 92 层，下垂高度达 22 公尺，球体位于第 87 楼夹层。

在钢球下方装置有斜向及水平各八支油压型阻尼器。

悬吊的大钢球是运用物理惯性，当大楼摇晃时，这个大钢球也会摆动，当大楼向右摆动时，大钢球会向左摆动，因为移动的方向正好相反，可以达到平衡的作用，可减少大楼受风力时的40％摆动量，TMD平均在一年内会有几次30余公分的较大摆动。

因TMD与大楼摆动周期相同，约7秒一次来回循环，因此在日常情况下摆动并不明显。

《监控系统图》

(因尚未找到类似101 TMD的「被动」控制系统图片，下图暂以「主动」控制系统的图片供参考)

地面、楼上都有装置sensor(侦测器)，可由中央控制室的计算机计算位移，并调整阻尼系统的运作。

顶部的anemometer是风速计，相关风速信息亦会传至计算机。

　　小小防震滑轮 呵护贵重物品

　　紧接着，工作人员给我们演示了“贵重物品隔震实验”。摇动把手，展台震动，一块固定展台上的“古董”摇摇晃晃，眼看随时都要破碎；而另一块装有滚轮展台上的“古董”安稳得很，虽然“大地”在晃，可“古董”就是不晃。

　　工作人员说，这是“滚动式隔震支承”，给贵重物品防震再好不过了。物品放置在装有滚轮的隔震板上，地震来袭时，隔震板会利用滚轮本身的前后左右滚动，消散并减弱上传的地震能量，这样就能在地震中保住贵重物品了。这个装置，普通人都能自己制作。

　　地震过后 为何地上会渗水

　　在港口边、河流沉积等地，当发生强震时，土壤常常会渗出水来，这一现象叫做“土壤液化”。为何土壤会液化呢？工作人员带着我们做了个小游戏。

　　在“土壤液化实验装置”前，工作人员不停地摇动把手“制造地震”，约5分钟，震动台上土壤中的水就浮出表面。土壤上一栋没有打桩的屋子早就倒下，另一栋有打桩的屋子几乎纹丝不动。工作人员说，土壤是由一颗颗沙粒或土粒组成，中间还有水和空气。地震发生时，沙粒重新组合，原本在空隙中的水分就被挤出，涌到地面来。因此，在港口边或者河流沉积等地建房子，应该把土夯实，或者加装基桩。