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[万物相]高2千米的建筑

郭秀根 朝鲜日报评论委员及科技部次长

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▲ /插画 = 李撤元
今年3月,缅甸发生7.7级强震时,泰国曼谷正在建设的监察院新大楼倒塌的视频引发热议。虽然震中距离曼谷有900公里之遥,但钢骨和混凝土结构却像沙堡一样瞬间倒塌消失。这是地底传来的细微震动撼动了设计不良的建筑结构的结果。

▶向天空攀升的建筑是重力和振动之间的一场惊险博弈。建筑越高,其重量本身就越会成为最大的敌人。每增加一层楼,负荷就会呈几何级数字增长,为了支撑这些负荷,钢结构必须深深扎根于地下的岩层。乐天世界大厦(555米)依靠打入首尔蚕室地下30米岩层的108根钢桩来支撑。每一根钢桩都能承受超过5000吨的负荷,将整栋建筑的重量分散至地下。

▶越是超高楼层,风力就越强,外墙被风吹过时产生的涡流会引起振动。在强风吹来时,顶部会左右摆动1-2米。为了减少晃动,台湾的“台北101”(508米)的高层部分额外悬挂了一个重达660吨的“质量阻尼器(mass damper)”。当建筑物向一侧倾斜时,它会向相反方向摆动,从而缓解振动。目前世界上最高的迪拜“哈利法塔”(828米)之所以设计成每层形状不同的Y形花瓣结构,也是为了分散风力。

▶沙特阿拉伯宣布计划建造678层的“Rise Tower(崛起塔)”,以创造世界最高建筑纪录。其高度将达到2千米,远超沙特正在建设的“吉达塔”(1千米)。计划投入7万亿韩元(人民币约345亿元),目标是在2030年完工。如果建造成功,这将是一项载入科学史册的挑战。在2千米的高度,空气密度比地面低约20%,风力也会更加强劲。建筑物所承受的压力会传递到玻璃和钢筋上,这本身就会给建筑带来巨大的物理负荷。

▶要承受如此高度的荷重,需要比普通混凝土强得多的超高强度复合混凝土。预计塔顶和一楼的气温差异将达到15度左右。随着钢筋和玻璃因温度变化而反复膨胀和收缩,细微的裂缝有累积起来的危险。关键不在于“能建多高”,而在于“能建到多高却不倒塌”。这就是崛起塔作为挑战重力、风力、振动、温度等自然物理法则极限的“垂直实验室”而备受瞩目的原因。虽然希望这个梦想不会如中东沙漠上的海市蜃楼一般消失,但将不断挑战摩天大楼视为现代巴别塔的不安感似乎并不小。

输入 : 2025-10-28 10:10  |  更新 : 2025-10-28 11:41

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