近日，英国帝国理工学院与工程咨询公司奥雅纳等机构联合研发的高层建筑自体减振技术完成论文正式版本发布。该技术利用建筑自身楼层质量吸收风荷载和地震产生的能量，可将高层建筑的峰值加速度降低70%以上、基底弯矩降低50%，为高层建筑抗风抗震设计提供了新的技术方案。

这套系统受到传统日式宝塔结构启发，将建筑顶部附近的一组可使用楼层与中央核心筒适度分离，并通过弹簧和阻尼器连接。强风或地震发生时，这些楼层能够相对核心筒产生小幅移动，借助自身重量吸收和耗散振动能量。相关楼层仍可作为正常建筑空间使用，无需在楼顶设置专用的大型配重装置。

现有高层建筑通常通过增加结构刚度，或安装调谐质量阻尼器控制晃动。后者需要在建筑顶部悬挂重达数百吨的配重，占用楼层空间和结构承载能力，并需根据建筑振动频率进行调节。新系统直接调用建筑原有质量形成阻尼，不需要增加同等规模的额外配重，也无需依赖单一频率调谐。

研究团队以一座300米高建筑为原型，制作了1∶300动力缩尺模型并开展气动弹性风洞试验。与未设置阻尼系统的常规结构相比，试验模型的峰值加速度最多降低71%，基底弯矩减少超过50%。在50年一遇风荷载条件下，可移动楼层与核心筒之间的相对位移控制在50毫米以内。

配套地震时程模拟显示，该系统可使建筑顶部位移平均降低42%，可移动楼层的位移最多降低74%。由于风荷载和地震对主体结构及基础产生的作用同步下降，设计人员可相应优化核心筒、柱体和基础的材料配置，减少为抵抗侧向荷载而增加的混凝土和钢材用量。

该系统使用的弹簧、阻尼器和支座均属于现有建筑工程技术。研究团队下一步将开展更大比例的可移动楼层模块试验，并计划把这一系统纳入实际高层建筑设计进行验证。相关原理还可进一步研究用于大跨度桥梁、海上结构、风力发电机组和通信塔。