“We’ve developed viscoelastic-energy-dissipating dampers to replace many of the heavy concrete beams 
used in tall structures,” says Constantin Christopoulos, a professor of Civil Engineering and a seismic 
expert at the University of Toronto (U of T).

Known as the Wind-Earthquake Coupling Damper, this potentially game-changing device could first
 be installed in a new Toronto tower by the end of 2013.

“With the damper, buildings can offer more leasable space, be slimmer and taller, while also being safer,”
 said Christopoulos.

Cities are going vertical all around the world; some 2,500 buildings over 30 stories are being built or
 are in the planning stages, according to industry statistics.

Toronto leads the way with the most high-rise buildings under construction in North America.

Concrete, and lots of it, has been the traditional engineering approach to coping with the force winds can
 exert against tall buildings. That additional concrete adds to the cost and reduces the available occupancy space.

“Structural engineers have struggled with this problem for years,” said Christopoulos 
who studied earthquake engineering in California.

Ten years ago, Toronto high-rise building designers asked Christopoulos and other civil engineers
 at U of T to investigate. “We’re solving the vibration problem by damping, as opposed to stiffening, the building.”

The Wind-Earthquake Coupling Damper is a multiple-layer sandwich of steel plates and viscoelastic polymer or rubber, 
explains Michael Montgomery, a newly graduated PhD who worked under Christopoulos to test and perfect the device.

The damper is roughly two metres long, half a metre in depth and just over a half metre wide on average, 
and anchored firmly to the structural walls.

When a gust of wind starts to move a building the force or energy is absorbed by the rubber in the damper,
 Montgomery says. It is the combination of steel and rubber that enables the damper to soak up 
the vibration and yet retain its strength.

“We can add ‘structural fuses,’ so that the damper can handle the enormous energy from earthquakes,” said Montgomery.

Some of the steel plates can be engineered to fail when there’s a big spike in energy. These steel 
‘fuses’ soak up the extra energy the rubber can’t absorb, protecting the gravity-bearing elements of the building.

“They’re designed to act like a fuse or breaker in an electrical circuit.”

After an extreme earthquake, the dampers can be inspected, and, if any structural fuses have been triggered, 
they can easily be repaired or replaced.

Well-built buildings in earthquake zones rarely collapse, but are often seriously damaged. Nearly all the
 buildings that survived the Magnitude 6.3 earthquake in downtown Christchurch, New Zealand
 cannot be re-occupied without major repairs, said Christopoulos.

Repairing fractured internal concrete beams is not always possible and most of these buildings
 in Christchurch will have to be pulled down.

The Toronto team’s damper successfully withstood large magnitude earthquakes and large 
hurricanes simulated in full-scale structural testing facilities at U of T and at the Ecole Polytech in Montreal.

The toughest phase of this 10-year project is to get builders and their engineers in what
 is a very conservative industry to use the dampers.

“Lots of them think its great, but hesitate to be first to use it. It’s not like trying out a new app.
 on your smart phone,” said Christopoulos.

However, one pioneering builder in downtown Toronto is ready to make a commitment.

“We’re hoping that, in the next 12 months, the first dampers will be installed.”
摘自：www.thestar.com