走向未来的超高建筑
2021-01-04颜士州
颜士州/文
随着人们生活水平的逐步提高,人类对高层建筑的向往油然而生,高层建筑的空气流通性较强,不但能保证室内空气质量较好,而且视野更加开阔,可观赏美丽的城市风光。
高层建筑是啥样?
设计高层建筑,往往要用特殊的“成束筒”结构。比如一根竹竿是单个筒体,在大风中容易弯曲。如果把一捆竹竿捆在一起,就有很强的抗风能力。无论是世界最高建筑阿联酋迪拜828米的哈利法塔,还是世界第二高建筑的我国632米高的上海中心大厦,基本上都是这样的结构。这种结构,它的外观形成高低不一、错落有致的独特造型。尽管这样设计,它在强风中,顶部仍会摇摆。
特殊的建筑材料
我们知道,搞建筑离不开水泥沙石搅拌而成的混凝土。未来的混凝土都是高强度的混凝土,这种新型的超级混凝土,其强度是普通建筑钢筋混凝土的几十倍,比一般的钢铁材料还要坚硬数倍,具有抗压、抗拉、抗渗、抗冻的功能。
当然,高层建筑采用的材料越多,它自身的重量也越重。为此,建筑师们大多采用框架结构,整幢大楼完全由框架支撑,确保大楼的外墙不再起承重作用。那么外墙怎么办?完全可以采用质地较轻,透光性能好且美观的玻璃幕墙,远看上去就像一座水晶宫,增添了建筑艺术的色彩……
极限是多少层?
也许你会问世界最高建筑828米,人类建筑的极限是不是就停止在了这个高度?答案是否定的。假如人类不计成本地去建设,它的高度极限到底会是多少呢?要回答这个问题,我们先看看人类刚刚步入工业现代化的时候,看到几十米的高楼已经惊叹不已了,但是经过这么多年的发展,如今的高度已是过去的几十倍,如果你问摩天大楼的极限是多少,我们还是来看看世界屋脊珠穆朗玛峰吧,它的高度超过了8844米,照样能够稳稳地安然无恙,这说明土地的承受能力是很大的。如果我们拥有足够的材料,建造一座8848.86米的摩天大楼根本不是问题。要是真的建造如此高的高层建筑,它就得像一座金字塔,仅地基的面积就会超过十多个大城市。当然,建造这么一个庞然大物,依靠现在的建筑材料是不行的,钢材、混凝土等材料需要重新研制,科技的力量将会使人类朝着更高的方向发展。
绝对的“镇楼神器”
高层建筑面临的最大问题就是抗风防震。上海中心大厦被称为我国第一高楼,当它遇到强劲的大风,摇晃的幅度将近一米,让很多人感到害怕。也许你会想,人们住在里面,还能安全吗?
如果你住在里面,成天提心吊胆,那你真的是杞人忧天了。其实世界上各国所有的摩天大楼遇到强风都会摇晃,这么多年来,我们并没听说哪个国家的摩天大楼晃倒了。建筑师最初设计上海中心大厦时就考虑过这个问题,他们把高层建筑设计成圆形,略微弯曲的外观设计能够有效地减小气流,大楼左右底部还装有千斤重的减震器,他们在大厦的地基打了980个基桩,每一个深度都达到了86米,非常牢固。
超高建筑领域蕴含着许多让你意想不到的高科技,建筑师们在大楼的中心还加上了一道非常坚固的防护墙,如同“镇楼神器”一般,完全可以阻止大楼的倒塌,它就是一种叫阻尼器的装置。
什么是阻尼器?实际上它就是一个重达几百吨甚至上千吨的大圆球,它被安装在大楼的内部,四个角用钢索吊着,让它悬挂在大楼中央。当遇到大风天气,大楼开始向一边摇晃的时候,阻尼器就会朝着相反的方向摆动,用它的重量将大楼拉回到垂直的方向上。摩天大楼即使遇到强风发生摇晃也不会倒塌,就是因为这个被称为“镇楼神器”的大圆球在起作用。
随着人类科技的发展,令人瞩目的超高建筑将会越来越多,一个超高建筑的时代已经到来。