高楼为什么会在风中摇晃？

如果你站在一栋非常高的摩天大楼顶部，在强风中，你可能会感觉到建筑在微微移动。这听起来很吓人，但这其实是设计的一部分。高楼不应该是完全僵硬的。在很多情况下，能稍微摇晃的建筑比拒绝移动的建筑更安全。

风会推压建筑

风看起来是无形的，但它能产生很大的推力。当风吹向一栋高楼时，建筑必须承受这个力。楼越高，可能受到的风力就越大。工程师必须问：这里的风能有多强？建筑有多高？它是什么形状？结构会如何移动？里面的人会感到舒适吗？

摩天大楼不只是支撑自身的重量，还要应对移动的空气。

柔性可以更安全

想象弯曲一根干燥的树枝，它会折断。现在想象弯曲一根新鲜的树枝，它会弯曲，但不那么容易折断。建筑也可以类似。如果建筑太僵硬，强风或地震震动可能在结构内部产生巨大的力。

但如果建筑能稍微弯曲，它就能吸收并分散一些能量。这不意味着建筑是脆弱的，而是意味着它被设计成可以安全移动的。

地震也会震动建筑

风从侧面推，地震从下方震动地基。地震发生时，建筑底部先移动，因为地面在移动，建筑的其余部分必须响应。

工程师用强框架、柔性接头、减震器和特殊地基来设计建筑，帮助它们在震动中存活。目标不总是让建筑完全静止，而是保持它站立并保护里面的人。

有些建筑有巨大的阻尼器

一些高楼内部有一个巨大的重锤，叫做调谐质量阻尼器，就像一个巨大的钟摆。当建筑向一个方向摇晃时，阻尼器以一种帮助减少运动的方式移动。

形状也很重要

建筑的形状会影响风在其周围的流动方式。尖锐的棱角、平整的侧面和又高又窄的形状，都会改变风力。工程师在风洞中测试建筑模型，观察空气如何在其周围流动。

有时他们会圆化棱角、增加开口或改变形状以减少风压。摩天大楼的形状不只是为了好看，也是为了处理力。

试试这个：纸塔测试

用纸搭两座塔。一座做得非常硬挺笔直，另一座保留一点柔性。轻轻对它们吹气或稍微推一下桌子。哪座先倒？哪座弯曲后恢复了？

最后的思考

建筑摇晃是因为风和地震产生了力。少量的移动能帮助结构承受这些力。所以如果摩天大楼稍微移动，那不意味着工程师失败了，那可能意味着工程师完成了他们的工作。