科学能盖出1万米高的摩天大楼吗?科学家费尽心机,结果出人意料!
早期一般10-20层的大楼就会被称为摩天大楼 , 但到现在通常是指50层以上的大楼!在日本 , 超过60米的大楼就是摩天大楼 , 美国则是500英尺(152米) , 而在中国则一般指100米以上!
本文插图
人类建造建筑高度有极限吗?
到十九世纪时 , 无论是东西方 , 超过6层的建筑仍然比较罕见 , 其实很简单 , 因为超高的大楼爬起来实在太麻烦 , 到了十九世纪中叶 , 电梯发明后这个情况有些改观 , 但当时的电梯也仅仅只能提升15米 , 而且水泵也无法送水到很高的楼顶 , 因此当时的高层建筑受制于外围配套技术水平!
本文插图
芝加哥家庭保险大楼
后来这些电梯和高压水泵技术都解决了 , 建筑物造得越来越高 , 1884年~1885年间威廉·勒巴隆·詹尼设计建造的芝加哥家庭保险大楼 , 是业界公认的第一幢摩天大楼 , 但它只有12层!到了1931年 , 102层的帝国大厦(381米)在纽约落成 , 此后40年间它一直雄踞世界第一高楼!
本文插图
纽约帝国大厦
1974年芝加哥西尔斯大厦竣工 , 取代纽约世界贸易中心双塔成为第一高楼 , 此后世界第一高楼的易主速度越来越快 , 从美洲到亚洲(1998年马来西亚吉隆坡的双峰塔 , 451.9米) , 再从亚洲到中东 , 现在的世界第一高楼是迪拜的哈利法塔 , 高度828米!
本文插图
哈利法塔
建造摩天大楼的难点在哪里?
尽管看起来造个房子很简单 , 但事实上高度增加后大楼的建造难度是指数级增加的 , 因为高层建筑垂直高度一增加 , 对建筑技术、材料与结构设计等 , 将会产生极大的影响 , 主要包括如下几个方面:
本文插图
结构框架:很多高层建筑在建造时大家能发现 , 中心有一个位置建造速度明显高于周围 , 这就是建筑结构框架的布置 , 有内核式 , 中央核心筒的布局模式 , 或者外核式:双侧外核心筒布局 , 还有多核式:分散多个外核布局等等 , 随着建筑物的高度与规模 , 这些结构会被灵活选用 。
本文插图
【科学能盖出1万米高的摩天大楼吗?科学家费尽心机,结果出人意料!】
材料抗压强度:建筑物越来越高 , 重压下水泥的抗压强度要求就会极高 , 比如记录片超级工程中的上海大厦建造中就有一个混凝土抗压强度测试 , 如果不满足设计压力 , 那么在未来使用过程中就可能会寿命缩短或者产生大的质量事故 , 比如产生剪切裂纹等严重事故 。
本文插图
垂直交通设计:采光、节能、易于维护、减少公摊等等都是一个非常大的课题 , 这些指标很难兼顾 , 只能是一个妥协的结局 , 如果做到利益最大化 , 也是设计师要考虑的重要指标 。 当然另一个“交通”就是电梯 , 不过这个通过多级电梯来实现 。
本文插图
强电弱电暖通等安全与稳定:现代大楼的强电弱电布线不亚于一座小城 , 而且小城大都是水平布线 , 而大楼的垂直变难度更大 , 还需要保证安全、快捷便于维护等 。
推荐阅读
- 山魈|是谁把我们囚禁在地球上?科学家发现“宇宙墙”,真相让人恐惧!
- 上海市科学技术委员会|关于做好制订因公出国(境)培训中期规划的补充通知
- 北京日报客户端|美国正式实施“群体免疫”?反科学的政治悲剧
- 大众报业·海报新闻|该校此前已有3位校友获此殊荣,山东大学教授彭实戈获未来科学大奖
- 北京中关村科学城 非公科技企业赴科右前旗扶贫对接
- 中国科学院大学|我国进步最快的非211创办5年后成为双一流,分数线却直逼清华北大
- 科学星|科学家“脑洞大开”:地球是扁平盘状?
- 科学家|科学家发出警告!地球“第五大洋”将形成,已出现约56公里长裂缝
- Vili肝病大讲堂|小绿豆大功效,天天喝并不好!科学食用要注意
- 吃喝攻略|科学家发现:月球“生锈”了
