“自重?”
柳老板回答道:
“是啊,首先要克服的問題就是自重,無論涉及的方案如何,下層都必須能夠支撐上層的重量。
根據這個原則,高層建築長期以來就遵循著“金字塔”式的設計,越靠近頂部的樓層越輕越小,當然了,我們也不可能在城市裡建個金字塔。
值得慶幸的是,我們現在可以使用防水聚合物和鋼纖維加固的混凝土來建造大樓,而不是使用石頭;這樣的話,建築物就可以支撐自身重量,而不必將建築物的造型設計成金字塔形。
迪拜現在在建的哈利法塔是目前在建的世界上最高的混凝土建築,據測算,每平方米的壓力為8000噸(按自重計算),8000噸,就相當於1200頭非洲象了。
黃銘認真地聽著,聽到每平方米自重達到8000噸,有些吃驚的問道:
“這麼重?”
黃銘接著問道:
“第二個問題是什麼?”
柳老板回答道:
“第二個問題是風載,為了讓摩天大廈能夠聳立,那麼不僅需要支撐自身重量,還必須能夠抵禦強風。
地麵上我們感覺到的微風,到了300米的高空,風速就有可能達到每秒數十米,風的作用可使得摩天大廈每平米承受8公斤的力,相當於保齡球的動能。”
更重要的是,風繞過摩天大廈時,會在大樓後麵形成不對稱的漩渦,通常稱為卡門渦街。
漩渦從大樓兩邊交替脫落時,會給與大樓一個交變的周期激勵,從而引起大樓的周期性震動。
當流體流速達到某一程度的時候,激勵頻率和大樓的固有頻率一致時,將會引發共振。
這種情況下,大樓的晃動頻率將會越來越大,直至倒塌。
減少摩天大廈搖擺和振動的方法有很多種。
首先是,可以在設計大樓外形的時候納入空氣動力學的考慮,即使這樣,如果受到強風的襲擊,摩天大廈還是難免會晃動。
所以,許多高層建築都有稱為“調諧質量阻尼器”的配置。
當風吹動建築物的時候,調諧質量阻尼器就會像鐘擺一樣晃動以吸收建築物的動能,並由球體和建築物之間的液壓缸將動能轉化成熱能並釋放出來,從而保持建築物的穩定性。”
說到這裡,黃銘也回憶起有一次賽格大廈發生搖晃,整棟大樓上的人都被嚇跑了,互聯網上也到處都是視頻,搞得全國皆知了。
柳老板最後說道:
“最後一個問題就是如何在建築物的不同樓層間快速通行,普通電梯的速度可以達到22公裡/小時。
由於技術的進步,現在的高速電梯速度越來越快,未來,據說采用無摩擦磁軌的電梯將實現70公裡/小時的速度。”
黃銘問道:
“這就是三大難題?”
柳老板回答道:
“是啊,在設計的時候,都必須把這些因素考慮進去,施工圖還必須根據地質條件進行反複的推算驗證。”
黃銘不好意思的說道:
“是我想當然了,以為設計一棟摩天大廈並不算難。
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