上海金融大厦

建筑结构设计是以荷载决定结构设计的。荷载按时间分类 (1)永久荷载(亦称恒载)：其量值不随时间变化，如结构的自重、土压力、预应力等；(2)可变荷载(亦称活载)：在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不能忽略的荷载，如楼(屋)面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等；(3)偶然荷载：在设计基准期内，可能出现，也可能不出现，但一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载，如地震、爆炸力、撞击力等。

现今世界上超高层建筑遍地开花。超高层建筑通常指40层以上，高度100米以上的建筑物。1909年建成的纽约“大都会人寿保险公司大楼”（50层，206 M）是世界上第一幢高度超过200M的摩天大楼。

超高层建筑设计对第二类荷载——可变荷载中的风荷载要做特殊的考虑，因为建筑物在遇较大风力时，其摇晃幅度很大，一方面会对建筑结构造成破坏，一方面会使得楼内的人员因大幅度的摇摆感到眩晕，不能正常工作、生活。那么实际设计中是设计人员是怎样解决这个棘手的问题的呢？他们采用一种被称作超高建筑的定海神针的装置——风阻尼器，使这个问题迎刃而解。

风阻尼器

以上海金融大厦为例，楼高492米，地上101层。考虑到上海经常受到强台风的袭击，其风阻尼器的主要部分是由两个各重约150吨钢索悬吊的配重约百吨物体，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。

风阻尼器，恰是高层建筑的定海神针，有了它，建筑物在风荷载的作用下，就会波澜不惊，稳如泰山。