截止至2021年,全球最高的二十棟摩天大樓之中,有11棟都位于中國,我們在感到驕傲的同時(shí),一個(gè)問題也引起了我們的思考,那就是大樓究竟可以建多高?
【資料圖】
目前中國最高的摩天大樓就是上海中心大廈,建筑主體為118層,總高達(dá)到了632米。
而放眼世界,當(dāng)前最高的建筑物則是迪拜的哈利法塔,也稱迪拜塔,該建筑物的樓層總數(shù)為162層,高828米。
這些摩天大樓在地面上看起來極為壯觀,但從數(shù)據(jù)上來看,終究還是沒有超過千米大關(guān),這是為什么呢?是人類的技術(shù)水平還無法建造出更高的大樓嗎?
任何事物都存在著一個(gè)極限,建筑物的高度也不例外。
地球上最好的建筑師是誰?當(dāng)然是地球本身,山峰就是這位建筑師建造的高樓。
地球上最高的山峰是哪一座?沒有人不知道,它就是喜馬拉雅山的最高峰,珠穆朗瑪峰,而它的高度為8848米。
這比人類建造的摩天大樓可要高多了,但依舊沒有突破萬米大關(guān),而地球上沒有超越萬米的山峰并不是一個(gè)偶然,而是有著必然原因的。一顆星球上的山峰能夠達(dá)到何種高度,與一個(gè)因素是密切相關(guān)的,那就是重力。
因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系,山峰越高,質(zhì)量就越大,于是整座山底部所需承受的壓力也就越大,一旦壓力大到了底座無法承受的強(qiáng)度,山就會(huì)崩壞。
由此可知,一顆星球上的重力越小,山峰的理論高度就會(huì)越大,這一點(diǎn)只要看一看我們的鄰居火星就會(huì)知道,火星的重力約為地球的三分之一,所以在火星之上,超過萬米的高山比比皆是,比較著名的一個(gè)就是奧林巴斯火山,它的高度就達(dá)到了21000多米。
那么地球上山峰的理論高度到底是多少呢?
科學(xué)家通過計(jì)算得出了一個(gè)數(shù)據(jù),那就是20560米。
不過這一數(shù)據(jù)只是理論而已,因?yàn)樯椒宓母叨瘸耸艿街亓Φ挠绊懼猓€與周圍環(huán)境有著密切的關(guān)系,比如在地球這樣一顆擁有濃密大氣的星球上,風(fēng)吹雨打、外部侵蝕以及地球本身的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)都會(huì)對山峰的高度產(chǎn)生不利影響,而將這些因素全部考慮在內(nèi),想超過一萬米都是十分困難的。
自然筑造的山峰高度很難超過一萬米,而反觀人類,以目前的技術(shù)來說,想要建造超過1000米的高樓都是十分困難的。
阻擋人造建筑物突破千米大關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵性因素就是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
與山峰同理,一個(gè)建筑物越高,底部所要承受的壓力就越大,對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求也就越高,而以人類目前的技術(shù)水平,是難以支持千米大樓的出現(xiàn)的。
另外,無論是大自然筑造的山峰,還是人類建造的大樓,都有著一個(gè)相同的特點(diǎn),那就是下寬而上窄,這同樣也是為了分?jǐn)倝毫?,如果是上下同寬,下方早就因?yàn)檫^大的壓力而崩潰了。這也就意味著建筑物越高,底座就越大。
也就是說,如果要建造一個(gè)萬米高樓,并不是把10個(gè)千米高樓壘起來就行了,而是需要數(shù)千個(gè)千米高樓才可以,不僅占地面積非常大,成本之高也讓人難以承受。
再有,樓體越高就越不穩(wěn)定,為了避免大樓因晃動(dòng)過大而坍塌,頂部的風(fēng)阻尼器質(zhì)量也要相應(yīng)增加。
理論上,風(fēng)阻尼器的質(zhì)量至少應(yīng)該達(dá)到大樓的百分之一才能夠有效果,以上海中心大廈為例,它頂部的風(fēng)阻尼器質(zhì)量就達(dá)到了1000噸,如果樓體進(jìn)一步升高,質(zhì)量進(jìn)一步加大,風(fēng)阻尼器質(zhì)量也要加大,這同樣是一個(gè)技術(shù)難題。
所以說,理論上地球上的建筑物可以達(dá)到20000米以上,但實(shí)際上,人類想要造出千米建筑都很難。即便是大自然這個(gè)建筑師,面對萬米建筑也是無能為力的。
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