人類建築的極限高度到底是多少米?

2020-08-26 二哥史聞

隨著人類科技文明的不斷進步,世界各地的摩天大樓拔地而起,摩登都市的天際線不斷的挑戰著人類建造科技的極限。



細數建築的歷史,源遠流長。從人類共同的祖先在東非定居開始,他們用自己的智慧慢慢的建造起了我們的庇護所。從野外,到山洞,火和工具的發明不斷的改進了我們的居住條件。


據史料記載,大約從公元前9000年前起,人類開始了蓋房定居的生活,那時候的房屋大多是用樹葉樹枝搭建,但是正是它的出現,慢慢的激發了人類無窮的想像力和動力,去發明創造更多的材料和建造工具去實現美麗家園的夢想!

慢慢的,從樹屋,到茅草屋,到木質結構(中國將木結構推向了巔峰),到石制結構,再到燒制磚體結構,再到鋼筋混凝土結構,鋼結構,框架剪力牆,框架核心筒組合結構,裝配式組合結構等等。



木結構


石砌結構


磚砌結構


鋼筋混凝土建築


鋼結構


剪力牆結構


核心筒結構


裝配式建築

每一步的跨越都蘊含了一代又一代人們的共同努力。

到今天,人類的建築已經超越了1000的極限!正在新建的杜拜王國塔將於2021年竣工,屆時將刷新人類建築的極限!



那麼今天你一千米,明年我蓋1500米,後面再來個兩千米!有沒有個極限呢?

確實有!

根據世界各地地質學家整理的地質資料分析可以看出,目前地球表面的地殼層厚度平均厚度達到約17千米,人類所有的建築物都建造在這一層上。因此這一層地質結構裡存在的最高極限強度的巖石將會是人類建築最堅實的基礎!


根據目前人類設計的建築日常使用荷載和建築材料本身的重量來計算,每平方米建築每一層的總重量大約是在20KN/m2(不考慮設計富餘荷載),即每一層每平米2噸重左右。目前人類已經探明的強度最高的巖石為粗玄巖石,最高抗壓極限強度達到了400MPa,即400000KN/m2,400000/20=20000層,每一層按照4米計算,人類極限建築的高度可以達到8萬米。但是這是僅僅考慮了豎向的受力強度,地基能夠承載的極限值!

然而,建築設計還要考慮高空處空氣含氧量,氣壓大小是否適合人類居住,地震和風荷載的水平作用力影響,以及建築材料本身的重量!



人類生存的大氣層的總厚度在1000千米以上,可分成對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層。單單對流層的厚度就達到了17-18千米,然而目前人類能夠生存的最高海拔高度在5000米左右,在我國的西藏部分地區。但是從醫學上講,男性在海拔1500米左右,有助於促進其甲狀腺、腎上腺、性腺功能進一步活躍;海拔1500米有利於女性減肥塑身,此處密集的負氧離子不僅使頭髮順滑,皮膚富有光澤和彈性,還對女子的養顏駐容有極佳的促進作用。

因此海拔1500米是一個神奇的高度,空氣中密集的負氧離子有強化和激活人體生理活動的作用,它能促進新陳代謝、強健神經系統、提高免疫力。


因此,從適合人類居住的角度來說,建築的高度最高不宜超過1500米,雖然地球巖層足夠堅強。

建築的目標在創造完美,也就是創造最美的效益。

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