向佛塔学习：与风共舞而非对抗的摩天大楼
高层建筑面临一个根本性的工程问题：风。随着建筑不断升高，风力呈不成比例地增长，而传统解决方案，，增加质量、加厚墙体、加大阻尼器，，变得越来越低效。哈利法塔使用了一个重达800吨的调谐质量阻尼器。上海中心大厦的阻尼器重达1000吨。这些都是蛮力解决方案：通过比风更重来抵抗风。
发表在《自然·通讯》期刊上的一项新设计（DOI: 10.1038/s41467-026-74868-2），由伦敦帝国理工学院和奥雅纳工程咨询公司的研究人员共同完成，它采取了相反的方法。建筑不再抵抗风，而是随风移动。
这一概念灵感来源于传统日本佛塔，它们历经数百年地震而不倒，不是因为刚性，而是因为柔性。一座五层佛塔并不会僵硬地对抗地面的晃动，它的每一层都会独立滑动和摆动，通过相对运动耗散地震能量，而不是通过结构应力吸收能量。研究人员认为，同样的原理可以应用于现代摩天大楼的风致摆动。
可移动地板的工作原理
该设计用可移动板替换了刚性楼板，这些可移动板通过受控阻尼机构与建筑核心筒连接。当风吹动建筑时，地板并非简单地跟随结构倾斜，而是向相反方向或不同相位移动，从而在运动传递到 occupants 之前抵消掉部分运动。
在模拟300米高塔的比例模型风洞测试中，与相同高度和质量的常规刚性楼板设计相比，可移动地板系统显著降低了危险摆幅。关键在于，该系统在无需添加当前超高层建筑所需的大型调谐质量阻尼器的情况下实现了这一效果，并且不改变建筑的外部形状，，这对于不希望设计受机械约束支配的建筑师而言是一个实用优势。
研究人员解释说：”我们本质上是在利用建筑自身的结构作为阻尼器，”而非在建筑内部悬挂一个巨大的钟摆。
结构理念的转变
被动设计与自适应设计之间的区别是更深层次的主题。调谐质量阻尼器是一种被动装置：一个巨大的混凝土或钢制块体位于建筑顶部，像钟摆一样向建筑运动的相反方向摆动。它很有效，但增加了重量，占用了宝贵空间，并且必须针对建筑精确的固有频率进行调谐，而该频率可能随建筑老化而发生偏移。
相比之下，可移动地板系统天生具有自适应性。楼板实时响应风的具体方向和强度，将阻尼效果分布在整个建筑高度上，而非集中顶部。这种分布式方法在原理上更高效，风洞测试结果表明它在实践中也有效。
佛塔的灵感并非偶然。传统的日本佛塔使用一根不伸入地面而是从顶部悬挂下来的中心柱，使每一层在地震中都能独立运动。楼板在中心柱上滑动而非刚性固定，形成了一种即使剧烈摇摆也不会倒塌的结构。伦敦帝国理工学院的这项设计将这一概念转化为现代材料，并针对风荷载而非地震荷载。
对未来建筑的意义
实际影响不仅限于减少摆动。如果可移动地板能够替代或减少对大型阻尼器的需求，节省的重量将转化为地基成本、结构钢材和施工复杂性的节约。对于接近500米或更高的建筑而言，，风工程成为主导设计约束的领域，，每一吨节省的结构质量都意义重大。
该系统还为地基条件较差的场地建造更高建筑开辟了可能性，因为传统阻尼系统的重量需要造价高昂的地基。
风洞模型未涉及的问题依然存在。可移动地板如何影响消防安全、隔音效果以及 occupants 引起的振动？阻尼机构在数十年连续使用中表现如何？在概念成为标准实践之前，这些都需要全尺寸示范来验证。
但方向是明确的。在20世纪的大部分时间里，结构工程是关于抵抗力量。而21世纪的方法越来越倾向于顺应力量，，与风同行，而非与风对抗。
婷 翻译
参考文献：Martinez-Paneda et al., “Movable floor systems for wind-induced vibration control in tall buildings,” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74868-2.