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,一個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,總高達到了632米。
而放眼世界,當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,但從數據上來看,終究還是沒有超過千米大關,這是為什么呢?是人類的技術水平還無法建造出更高的大樓嗎?
任何事物都存在著一個極限,建筑物的高度也不例外。
地球上最好的建筑師是誰?當然是地球本身,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,而地球上沒有超越萬米的山峰并不是一個偶然,而是有著必然原因的。一顆星球上的山峰能夠達到何種高度,與一個因素是密切相關的,那就是重力。
因為重力的關系,山峰越高,質量就越大,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度,山就會崩壞。
由此可知,一顆星球上的重力越小,山峰的理論高度就會越大,這一點只要看一看我們的鄰居火星就會知道,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,比較著名的一個就是奧林巴斯火山,它的高度就達到了21000多米。
那么地球上山峰的理論高度到底是多少呢?
科學家通過計算得出了一個數據,那就是20560米。
不過這一數據只是理論而已,因為山峰的高度除了受到重力的影響之外,還與周圍環境有著密切的關系,比如在地球這樣一顆擁有濃密大氣的星球上,風吹雨打、外部侵蝕以及地球本身的內部運動都會對山峰的高度產生不利影響,而將這些因素全部考慮在內,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的一個關鍵性因素就是結構強度。
與山峰同理,一個建筑物越高,底部所要承受的壓力就越大,對結構強度的要求也就越高,而以人類目前的技術水平,是難以支持千米大樓的出現的。
另外,無論是大自然筑造的山峰,還是人類建造的大樓,都有著一個相同的特點,那就是下寬而上窄,這同樣也是為了分攤壓力,如果是上下同寬,下方早就因為過大的壓力而崩潰了。這也就意味著建筑物越高,底座就越大。
也就是說,如果要建造一個萬米高樓,并不是把10個千米高樓壘起來就行了,而是需要數千個千米高樓才可以,不僅占地面積非常大,成本之高也讓人難以承受。
再有,樓體越高就越不穩定,為了避免大樓因晃動過大而坍塌,頂部的風阻尼器質量也要相應增加。
理論上,風阻尼器的質量至少應該達到大樓的百分之一才能夠有效果,以上海中心大廈為例,它頂部的風阻尼器質量就達到了1000噸,如果樓體進一步升高,質量進一步加大,風阻尼器質量也要加大,這同樣是一個技術難題。
所以說,理論上地球上的建筑物可以達到20000米以上,但實際上,人類想要造出千米建筑都很難。即便是大自然這個建筑師,面對萬米建筑也是無能為力的。
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