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!( 二 )
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消防覆盖:高层建筑最怕火灾 , 这一点从世贸大厦双子塔被毁的给大家的印象太深刻了 , 那钢架结构直接被烧化导致高层塌陷 , 最终像挂牌一样直接倒地 , 所以防火太重要了 , 而高层烟囱效应会让火灾迅速向高层蔓延 , 从防火到控火 , 再到耐火都是一个个难题 。
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主动阻尼技术
地震与侧风影响:这是不可控因素 , 但可以通过主动防震阻尼予以部分或者全部抵消 , 比如上海大厦的慧眼系统 , 这些都是主动防震技术 , 所有的高层大厦中都会主要的防震结构和各楼层之间的防震措施等 。
如果不限制规模 , 人类最高能造出多高的人工建筑?
上文废了那么多话 , 相信很多朋友都会提出一个问题 , 假如不要这些幺蛾子配套设施 , 就直接堆个大土堆 , 人类最高能堆出多高的“土堆”?
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从一般的理解上来看 , 这个大土堆的高度似乎不受限制嘛 , 一直往上堆就可以了 , 但其实它会受到很多因素的影响 , 比如泥土的抗压强度 , 如果中间不设计高强度隔离框架的话 , 这座山可能会堆出塌方或者泥石流 , 因此它也必须要有一个钢筋水泥的框架 , 然后再往上堆高!
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《流浪地球》中行星发动机最高大约为11千米高 , 其实这个高度远远不够 , 因为喷口还在地球大气层内部 , 会带走大量空气!但也没法建造再高了 , 不仅自身重量会压垮自己 , 比如一座3万米高的山峰 , 正下方底部所受到的压力为16吨/平方厘米!产生的高温导致的钢材也会受热强度降低!
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如果用超高强度的材料就没有极限了吗?其实完全不是 , 这和地球的结构是有关系的!地球从内到外是内核、地幔、地壳 , 整个结构就像一个鸡蛋 , 而地壳就薄薄的一层浮在地球内部的岩浆层上!因此在这层蛋壳上建造建筑物 , 在解决了各种技术难题之后 , 还有一个无法逾越的难题 , 那就是地壳的强度!
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所以在地球上的山脉太可能会超过12千米 , 当年的珠穆朗玛峰据说高度就曾达到12千米 , 但后来把自身给压垮了 , 坍塌成了现在的高度(火星重力比地球小很多 , 所以火星上最高的火山可以达到21千米)!
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德国柏林设计的人造山(仅设计 , 极限高度大约是1千米)
但这种堆土堆的工程量非常大 , 为保证不塌方 , 需要堆成圆锥形 , 一个4千米高度 , 平均坡度30度 , 那么底面直径会达到6.92千米 , 它的体积约为50立方千米 , 动用全球的力量 , 估计需要填5-10年 , 毕竟立方千米的规模实在是太大了!如果高度十千米 , 角度30度 , 那么底面直径将是34.64千米 , 体积将高达3142.6立方千米 , 估计需要300-600年才能填满!按压裂地壳的极限计算 , 10千米还是可以接受的 , 只是人类根本就完不成这样的建筑!
突破极限高度的太空电梯
要突破高度其实也不难 , 不要让地壳承受太大的力嘛 , 太空电梯使用一个配重在赤道上空延伸至距离地球约10万千米远的位置 , 利用地球自转的“离心力”达到平衡 , 因此在理论上这个建筑物高度将达到10万千米左右!
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