高层建筑都有一颗坚强的“心” 

沈 东

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，而是另一维度的检验，那就是对水平方向的风力的计算。

建筑中对于风力的考虑，自古就存在了。比如古代中国人盖房子，会选择河流的北面，或者山坡的南面，这就是一种避风的方式。直到今天，陕西黄土高原上，仍然有挖在地面下的窑洞。水平面下的院子和窑洞，能够有效地避开塬(注：“塬”是黄土高原地区的一种地貌，四周峭壁，顶上平坦)上冷风。

从故宫太和殿的大顶，到江浙沿海青砖黑瓦的传统民居，屋顶的样式，除了满足审笑的需要，还需要科学的论证，比如屋顶倾斜的角度就很有讲究。虽然工匠未必能说得清楚，但有一定倾斜角度的屋顶确实可以有效地降低强风对建筑的冲击力。

严格意义上讲现代建筑师对风的关注，源于1940年倒塌的美国塔科马大桥。这座现代化的钢筋混凝土斜拉索大桥只存在了短短4个月，就被风给吹塌了。

今天大型建筑工程所采用的很多方法，都是从对塔科马大桥的加固和倒塌原因的研究中总结出来的。如增加液压阻尼设备，这个不起眼的小玩意儿，可以让整个桥梁不至于越抖越厉害。

相对于桥梁来说，高层建筑更是现代化的象征，同时更加为风所困。这些高耸入云的大个头，在风的面前，既不能太强硬，也不能太软弱。太强硬了，缺少韧性，一旦超过极限，容易一败涂地；太软弱了，就更会追风起舞，罔谈安全。

事实上，绝大多数的超高建筑，在风的作用下，都会发生水平方向的位移。在这些建筑中办公的人，特别是在高层办公室的工作人员，都需要一段时间，才能逐渐适应那种眩晕的感觉。不过这些看上去摇摇摆摆的高层建筑，往往都有一颗坚强的心——高层的中间，往往在电梯的周围，有高强度的钢梁结构，(1)这就像整座大厦的一根定海神针，足以保证结构稳定。

还有一些建筑采用的方法，看上去更为有趣，比如在楼顶放置几百吨的大水泥块，由电脑控制。这些东西所组成的既原始又前卫的系统，可以判断建筑物在风力作用下摇摆的方向，然后做相反的运动，通过调整重心，来降低整体的摇摆和晃动。这和走钢丝的杂耍演员，手持一根平衡棒，是一个道理。

从20世纪60年代至70年代开始，就已经有一帮大学的研究人员以研究“风工程”养家糊口了。那些饱受风灾袭击的发达国家，(2)比如美国和日本，都通过立法或者设定长期计划，花几百上千亿美元研究防风抗风的科学理论和工程方案。不过到今天为止，最有效但也是最贵的测试方式，还是现场实地测量，至少也是风洞模拟。因为完全有效的数学模型，可以说至今仍然没有建立起来。风，实在是太复杂了。

作为世界上最大的发展中国家，中国这个舞台让很多世界建筑设计大师向往。那些知名的大型建筑，比如东方明珠以及周围林林总总的摩天大楼、跨海大桥，其中不少就是在中国自己建立的大型风洞群试验基地进行验证的，而这里同时也是国家最先进飞行器进行空气动力验证的地方。至于它们的具体位置嘛，还是不能为外人所知的。 (《新知客》2010年第7期)

19．阅读全文，在下面横线上填上恰当的内容。(4分)

本文围绕“高层建筑怎样克服水平方向的风力”问题主要介绍了以下几方面的内容：

(1)回顾了古代建筑在考虑风力方面的情况。

(2)现代建筑对风力的关注情况。

(3)高层建筑用高强度的钢架结构和水泥球平衡风力所带来的晃动。

(4)发达国家和中国在建筑方面对“风”的研究情况介绍。

20．标题中“坚强的‘心”’在文中具体指什么?“心”的“坚强”体现在什么地方?(4分)

在文中具体指高层建筑中用于平衡水平风力的高强度钢架结构。就像整座大厦的一根定海神针，平衡风力带来的晃动，保证建筑结构稳定。

21．文中画线句子(1)和(2)分别用了什么说明方法?并请谈谈作用。(4分)

（1）打比方。把高强度的高架结构比成“定海神针”生动形象的说明了结构对于高层建筑的稳定作用。

(2)举例子。举美国和日本立法或者设定长期计划，花巨款研究防风抗风的例子具体说明了从20世纪60年代至70年代开始就有人在研究“风工程”了。

22．“这些东西所组成的既原始又前卫的系统，可以判断建筑物在风力作用下摇摆的方向”联系上下文谈谈这个系统的“原始”性和“前卫”性分别表现在什么地方?(4分)

“原始”本来是楷“古老的质朴的”。这个系统的原始性表现在搂顶放置的几百吨重的水泥块。“前卫”是领先于当时的章思。这个系统的前卫性体现为这个系统由电脑控制。

24．今年暑假，老师到台湾旅游，在台北市中心的“101大楼”的第88—92楼的中央，看到一个由电脑控制的重达680吨的巨大钢球悬吊在那里。当时很是不理解这是为什么。现在请你用本文学到的知识做一下解说。（4分)

这个圆球叫“风风阻尼器”，它可以判断建筑物在风力作用下摇摆的方向，然后做相反的运动，通过调整重心，来降低整体的摇摆和晃动。通俗地讲就是风向哪个方向吹，吊装配重就向反方向摆。提高遭遇强风时在楼内人员的舒适性，对大楼起到平衡稳定的作用。