高層建築在建造過程中如何保持穩定性？

01-05

我知道高層建築會有正常的擺動，頂層會有一個自動配重的裝置，主要用於預防地震。但是高層建築在建造過程中如何抵禦風力，或者地震呢？比如迪拜的超高層建築。

首先我很好奇，「頂層會有一個自動配重的裝置，主要用於預防地震」，這個裝置是什麼東西？

難道是水箱？

我覺得題主問了個很有意思的問題，過去我都沒有想過這方面的問題。

對於建造好的建築結構如何做抗震與抗風設計的，高層建築物通常會用哪些手段抗風抗震？中@豬小寶說了不少了。

我們在做抗震計算時，應該沒有對每一個施工狀況進行抗震分析，那麼建造過程中的抗震性能是如何考慮的呢？

仔細想想，似乎建造過程中，並不是抗震的最不利狀態。

在設計過程中，有一個原則或者方法：對最不利狀態進行設計。

所謂最不利，就是各種情況下，對結構物危害最大的情況。

一個結構物，受力狀態多種多樣，（舉一個極端的例子，今天你在外面多吃了三五口，你家樓板的荷載就增加了一些），設計者不可能對每一個狀態都進行計算，只能選擇最不利的狀況進行設計計算。

最不利狀況沒有問題了，那麼其他狀況也就自然滿足。

值得指出的是，與最優化問題類似，我們通常也沒法找到最不利（對應全局最優）的狀況，只能找到若干個次不利（對應局部最優）的狀況，這就考校設計師的水平，會不會漏掉某些不利狀況。

回到這個問題本身，在建造過程中，如果將施工輔助設施牢固的固定在建築物上，這時候如果發生地震，似乎並不是結構的最不利狀況。

因為地震荷載與幾個因素有關，結構物的質量，結構物的剛度，結構物的高度。

在建築物達到最高處，建造完畢時，此時結構物的質量最大，剛度最小，高度最高。

這時候，似乎才是結構物的最不利狀況。

這時候，抗震性能滿足要求，那麼建造過程中的抗震性能就自然滿足了。

抗風應該也是有類似的解釋。

你說的配重裝置的學名叫風阻尼器(tuned mass dumper)，摩天大樓一般是標配了。這是一個幾百噸重的懸掛在樓頂部的大鐵球，它調整了房屋的共振頻率，使房屋在強風，地震情況下減少震動幅度，調整振動頻率避免共振。

房屋在大風中引起的晃動，包括建造過程中，是主要靠地基來保證建築的整體完整性的。超大型建築的保險係數是很高的，比一般小高層之類的要穩得多，不是那麼容易就能被吹倒的呢。另外在結構較高時，風阻尼器已安裝完成，會減少震動幅度，也是為了減少人在內部活動的眩暈感。

風阻尼器是個摩天大樓頂部的大傢伙，但可能一般人不注意，是很有意思的。可以wiki看看。