高層建筑都有一顆堅強的“心”?

　　沈 東

　　今日的高大建筑最吸引人眼球的，不是其克服垂直方向地心引力的成就，而是另一維度的檢驗，那就是對水平方向的風(fēng)力的計算。

　　建筑中對于風(fēng)力的考慮，自古就存在了。比如古代中國人蓋房子，會選擇河流的北面，或者山坡的南面，這就是一種避風(fēng)的方式。直到今天，陜西黃土高原上，仍然有挖在地面下的窯洞。水平面下的院子和窯洞，能夠有效地避開塬(注：“塬”是黃土高原地區(qū)的一種地貌，四周峭壁，頂上平坦)上冷風(fēng)。

　　從故宮太和殿的大頂，到江浙沿海青磚黑瓦的傳統(tǒng)民居，屋頂?shù)臉邮?，除了滿足審笑的需要，還需要科學(xué)的論證，比如屋頂傾斜的角度就很有講究。雖然工匠未必能說得清楚，但有一定傾斜角度的屋頂確實可以有效地降低強風(fēng)對建筑的沖擊力。

　　嚴格意義上講現(xiàn)代建筑師對風(fēng)的關(guān)注，源于1940年倒塌的美國塔科馬大橋。這座現(xiàn)代化的鋼筋混凝土斜拉索大橋只存在了短短4個月，就被風(fēng)給吹塌了。

　　今天大型建筑工程所采用的很多方法，都是從對塔科馬大橋的加固和倒塌原因的研究中總結(jié)出來的。如增加液壓阻尼設(shè)備，這個不起眼的小玩意兒，可以讓整個橋梁不至于越抖越厲害。

　　相對于橋梁來說，高層建筑更是現(xiàn)代化的象征，同時更加為風(fēng)所困。這些高聳入云的大個頭，在風(fēng)的面前，既不能太強硬，也不能太軟弱。太強硬了，缺少韌性，一旦超過極限，容易一敗涂地；太軟弱了，就更會追風(fēng)起舞，罔談安全。

　　事實上，絕大多數(shù)的超高建筑，在風(fēng)的作用下，都會發(fā)生水平方向的位移。在這些建筑中辦公的人，特別是在高層辦公室的工作人員，都需要一段時間，才能逐漸適應(yīng)那種眩暈的感覺。不過這些看上去搖搖擺擺的高層建筑，往往都有一顆堅強的心——高層的中間，往往在電梯的周圍，有高強度的鋼梁結(jié)構(gòu)，(1)這就像整座大廈的一根定海神針，足以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

　　還有一些建筑采用的方法，看上去更為有趣，比如在樓頂放置幾百噸的大水泥塊，由電腦控制。這些東西所組成的既原始又前衛(wèi)的系統(tǒng)，可以判斷建筑物在風(fēng)力作用下?lián)u擺的方向，然后做相反的運動，通過調(diào)整重心，來降低整體的搖擺和晃動。這和走鋼絲的雜耍演員，手持一根平衡棒，是一個道理。

　　從20世紀60年代至70年代開始，就已經(jīng)有一幫大學(xué)的研究人員以研究“風(fēng)工程”養(yǎng)家糊口了。那些飽受風(fēng)災(zāi)襲擊的發(fā)達國家，(2)比如美國和日本，都通過立法或者設(shè)定長期計劃，花幾百上千億美元研究防風(fēng)抗風(fēng)的科學(xué)理論和工程方案。不過到今天為止，最有效但也是最貴的測試方式，還是現(xiàn)場實地測量，至少也是風(fēng)洞模擬。因為完全有效的數(shù)學(xué)模型，可以說至今仍然沒有建立起來。風(fēng)，實在是太復(fù)雜了。

　　作為世界上最大的發(fā)展中國家，中國這個舞臺讓很多世界建筑設(shè)計大師向往。那些知名的大型建筑，比如東方明珠以及周圍林林總總的摩天大樓、跨海大橋，其中不少就是在中國自己建立的大型風(fēng)洞群試驗基地進行驗證的，而這里同時也是國家最先進飛行器進行空氣動力驗證的地方。至于它們的具體位置嘛，還是不能為外人所知的。 (《新知客》2010年第7期)

　　19．閱讀全文，在下面橫線上填上恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容。(4分)

　　本文圍繞“高層建筑怎樣克服水平方向的風(fēng)力”問題主要介紹了以下幾方面的內(nèi)容：

　　(1)回顧了古代建筑在考慮風(fēng)力方面的情況。

　　(2)現(xiàn)代建筑對風(fēng)力的關(guān)注情況。

　　(3)高層建筑用高強度的鋼架結(jié)構(gòu)和水泥球平衡風(fēng)力所帶來的晃動。

　　(4)發(fā)達國家和中國在建筑方面對“風(fēng)”的研究情況介紹。

　　20．標題中“堅強的‘心”’在文中具體指什么?“心”的“堅強”體現(xiàn)在什么地方?(4分)

　　在文中具體指高層建筑中用于平衡水平風(fēng)力的高強度鋼架結(jié)構(gòu)。就像整座大廈的一根定海神針，平衡風(fēng)力帶來的晃動，保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

　　21．文中畫線句子(1)和(2)分別用了什么說明方法?并請談?wù)勛饔谩?4分)

　　（1）打比方。把高強度的高架結(jié)構(gòu)比成“定海神針”生動形象的說明了結(jié)構(gòu)對于高層建筑的穩(wěn)定作用。

　　(2)舉例子。舉美國和日本立法或者設(shè)定長期計劃，花巨款研究防風(fēng)抗風(fēng)的例子具體說明了從20世紀60年代至70年代開始就有人在研究“風(fēng)工程”了。

　　22．“這些東西所組成的既原始又前衛(wèi)的系統(tǒng)，可以判斷建筑物在風(fēng)力作用下?lián)u擺的方向”聯(lián)系上下文談?wù)勥@個系統(tǒng)的“原始”性和“前衛(wèi)”性分別表現(xiàn)在什么地方?(4分)

　　“原始”本來是楷“古老的質(zhì)樸的”。這個系統(tǒng)的原始性表現(xiàn)在摟頂放置的幾百噸重的水泥塊。“前衛(wèi)”是領(lǐng)先于當(dāng)時的章思。這個系統(tǒng)的前衛(wèi)性體現(xiàn)為這個系統(tǒng)由電腦控制。

　　24．今年暑假，老師到臺灣旅游，在臺北市中心的“101大樓”的第88—92樓的中央，看到一個由電腦控制的重達680噸的巨大鋼球懸吊在那里。當(dāng)時很是不理解這是為什么?，F(xiàn)在請你用本文學(xué)到的知識做一下解說。（4分)

　　這個圓球叫“風(fēng)風(fēng)阻尼器”，它可以判斷建筑物在風(fēng)力作用下?lián)u擺的方向，然后做相反的運動，通過調(diào)整重心，來降低整體的搖擺和晃動。通俗地講就是風(fēng)向哪個方向吹，吊裝配重就向反方向擺。提高遭遇強風(fēng)時在樓內(nèi)人員的舒適性，對大樓起到平衡穩(wěn)定的作用。