摩天大楼理论上可以建多高

摩天大楼理论上可以建多高,第1张

目前没有,但遥远的未来也不清楚。目前世界第一高楼沙特的迪拜塔才1000多米长,就已经面临诸多技术难题,何况比它高十倍?!接下来笔者试着回答一下。如有不足或错误,请一一指正。谢谢(*) = 3。

关键:万米高空环境怎么样?

当建筑高度达到一万米时,人类还能像日常生活一样在里面生活吗?答案是否定的!!那么,就来说说我们现在生活的环境中存在的一些基本因素吧。比如诸如温度、气压、含氧量都是我们最常听到的词。

1、环境的温度。

先说温度吧!当建筑高度达到一万米时,相当于距离地面10公里的高度。初中地理曾经提到,海拔每升高100米,气温会下降0.6℃,1万米,也就是100米,会下降60℃。

并且在这个距离之内,属于地球大气中的对流层(对流层的高度是从海拔地面向上16km,对流层可分为下、中、上三层,各层的具体范围如下)。也就是说,这个建筑的顶部已经在对流层上部了。简而言之,对流层上层建筑部分(建筑上部4000m)的温度常年在0℃以下。除此之外,还会有急流带强风带。建造这部分建筑(必须能承受各种水平作用(或荷载))所需材料的强度、刚度、稳定性等性能,可能远远超过目前技术所能达到的水平。也就是普通或者现有的特殊材料不一定能抗住。

不仅如此,由于其高度横跨对流层的下、中、上三层,建筑施工所需材料差异很大。综上所述,这是不能单方面实现的。

2.环境的气压和氧气含量。

相信很多人应该看过电影《机长》,或者听说过川航8633航班事件!不知道大家还记不记得,有一个场景是飞机挡风玻璃破碎后,三个飞行员用氧气面罩吸氧。当时飞机的高度还在4000米以上。不仅如此,后面还有一幕,就是飞机下降到3000多米时,三名飞行员摘下了氧气面罩。

这是我们人类生存最重要的条件——氧气的生动例证!!

人类在地球上能够正常呼吸的极限高度是地面以上4000米。但是一般来说,人在距离地面3000~4000米的时候,呼吸是很困难的!也就是说,当海拔高度达到一定程度时,由于大气压的降低,人会出现呼吸困难等症状。如果他们长时间得不到足够的氧气供应身体,可能会导致昏迷和休克。所以人到了一定高度,就会用氧气瓶等工具吸氧。去过西藏的人可能会有更多的切身体会,类似于高原反应。

假设建筑高度超过2000米,室内压力应该开始增大,否则人在室内会开始感到不适;3000米以上的高空,需要在室内进一步加压。同样,每隔一定高度就要进一步加压。当室内楼层不同时,不同的增压会导致更大的差异,建筑的材料性能会面临很大的挑战!

所以,从这一点来说是不可能的!

关键:一万米能建起来吗?

在我们谈完一万米高空的环境之后,再来看看这个建筑高度在现有的技术条件下能否达到。我个人不这么认为。以下是个人的一些看法。

1、建筑基础和地基

目前我们对超高层建筑的定义是高度超过100米的建筑,比如我们日常生活中熟悉的上海环球金融中心、金茂大厦、台北101大厦等都属于超高层建筑,其中迪拜塔是目前世界上最高的。

超高层建筑的地基和基础必须具有足够的承载力、稳定性和变形能力。就承载力而言,超高层建筑的自重非常巨大。再加上其他活荷载、可变荷载、偶然荷载,10,000m建筑所需的地基、基础承载力是一个非常巨大的天文数字!

而且由于建筑高大,基础埋在地层中的深度一定不能太小,所以建筑的基础施工和基础选型将是最终的难点。

2.建筑结构和体型

目前超高层建筑采用的结构形式因高度不同而不同,但都是以筒体结构为主,其中高层建筑一般采用束管结构,如迪拜塔。

那么当建筑高度达到一万米时,按照目前的技术水平,只能采用圆筒结构。但是因为我之前说的,水平荷载会是检验整个结构的一个大问题!要求建筑结构必须具有比一般超高层建筑更大的强度、刚度和稳定性,这意味着结构构件的尺寸将远远超过现有的超高层结构。简单来说,假设超高层建筑剪力墙厚度一般为1m,那么达到10,000m的建筑剪力墙厚度可能需要超过10m甚至更多。

所以建筑的可用空空间会大大减少!而且现有的技术水平也规定了建筑物的高宽比。当高宽比超过一定上限时,容易造成建筑物的弯矩破坏和结构失稳。所以当建筑的高度达到10000米时,建筑的宽度要达到2000米之多,这也是很难达到的。

所以综上所述,单看这一点是不行的。

综合以上两个关键,笔者个人感觉按照现有的科技水平是不可能造出这么高的建筑的!但是现在科技水平提高很快。也许在不久的将来,人类真的能造出来?!

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