给你多少钱,你才愿意像这位迪拜空姐一样站在世界第一高楼哈利法塔的顶部拍广告?
恐怕绝大多数人都会表示多少钱都不干,因为这场面看上去但凡风稍微大一点,就会“小命不保”,这种行为不就是“阎王不请你自来”吗?
第一高楼哈利法塔
当然,我们这辈子可能也没有勇气站上这种高楼的楼顶,但是还是有机会进入其中居住或者参观的。
不过就算进去居住也解不开人们的困惑,就是这种100多层高的大楼,会不会倒塌?
它的承重柱为啥不会被不会被压垮?承重柱又能够承受多少压力呢?
接下来,就从高楼承重柱、承重结构以及其载荷评估来为大家解释,为什么承重柱如此“抗压”,不会被压垮的问题。
无论从哪个角度看都恐怖的哈利法塔
承重柱并不是“孤军奋战”首先,我们需要来了解一下承重柱到底是什么,其数量和分布又有多少。
不知道大家印象中的承重柱都是怎样的,可能经常从事建筑或者房屋装修相关工作的人对其更了解。
普通人印象中的承重柱,大抵就是又高又粗的“水泥桩子”。
显然,作为“全楼支柱”的承重柱没有这么简单,所以先简单为大家介绍一下承重柱以及其基本类型。
承重柱
首先,承重柱只是高楼承重结构当中的一部分而已,或者说是一个构件。
除了承重柱以外,还有承重墙、承重基础等等。
不过自古就有“顶梁柱”这种说法,导致大家对承重柱印象最深也很正常。
一般来说,承重柱的主要成分都是钢筋混凝土,因为这种材料会使得构件的承载能力大幅度增强。
钢筋混凝土
目前高楼建设中主要有这几种承重柱,高强混凝土柱、钢纤维混凝土柱、箍筋约束混凝土柱、分体柱等等,材料不同意味着它们的承载能力、塑性、韧性都有差异。
建筑师一般会根据建筑的高度及其他因素,来选择到底使用哪种类型作为承重柱,当然更多时候会组合使用。
那么承重柱为什么能如此抗压呢?
小心物体居然能支撑“哑铃”
这主要有三方面的原因,其一像100多层这样的摩天大楼,是有“数根”承重柱的。
俗话说“一根筷子被折断,十双筷子抱成团”,高楼的承重柱正是像这样多根一起分担压力的。
更不用说还有其他的承重结构也会分摊,所以最终每根承重柱承担的压力并不是大家想象中的那么大。
多就不易折
第二就涉及到压力的传导问题了,实际上压力会先抵达“板”,然后顺着板传给房梁,经过梁再抵达地基。
所以压力的传递是由上而下、层层递进的,但这也意味着越是靠近底层,承重柱相比高层来说,需要承载的压力就会更多。
说到这里想必大家就懂了,为什么打好地基这么重要,因为如果你将100多层高楼底下的承重柱偷工减料的话,造的像“芝麻杆儿”一样纤细,那么你的楼“必垮无疑”。
这样建出的高楼就和娱乐圈明星的“人设”一样,说塌就塌,让你猝不及防。
地基的牢固是关键
第三就是承重柱的材料和粗细了,材料类型在刚才都已经给大家介绍过了。
至于粗细,当然是越位于下层的柱子越粗。
不过需要注意的是,也不是一味地堆“三围”就可以了,因为承重柱过粗可能会导致其内部无法散热,然后最后直接“裂开”。
想象一下,如果你目睹你家承重柱裂开的情景,相信你也会“当场裂开”。
至于承重柱到底能承担多少的压力,不同型号和强度能够承载的具体数值是不一样的。
按照《混凝土结构设计规范》的规定来看,越是低层的承重柱标号越高,抗压能力也就越强。
承重的材料也起着关键作用
经过学者计算,以C60为例,它的抗压强度为27.5MPa,每平方毫米上约可以承重2.75公斤,一般的高层建筑的底层柱子至少有个一米见方,换算下来就是2.75×10^6公斤,2750吨。
当然真实的荷载压力数值还会有偏差,当建筑师进行评估的时候,还会考虑到其他的因素。
比如说其余承重部件分摊的压力,以及承重柱的具体数量等等。
那么,建筑师是如何对建筑承重住的载荷风险进行准确评估的呢?
要知道,评估的数值越准确,意味着这栋高楼越安全。
建筑师正在评估
高楼承重柱载荷风险评估目前,国内已经有不少学者针对这一问题展开了研究。
因为这种风险评估不仅能够预测高楼的安全性能,还能够减少建筑生产材料的消耗以及建筑工程对环境造成的污染。
毕竟“盖楼容易”但是中途要是出错再想改正就很难了,高楼承重柱作为承重结构当中非常重要的部分,对其载荷能力进行评估,确保高楼修建一步到位,确实是比较关键的环节。
评估风险十分有必要
至于评估方法,主要依靠相关模型进行演算。
从基础算起,先要计算承重柱的承压指标,然后再对这一结果进行归一化处理,最终通过驱动原理赋权法得到结果。
整个演算过程还是非常繁琐了,但是据学者介绍,如果模型建立成功,那么接下来的评估就会非常顺畅。
不过该评估模型和系统如今依旧处于研究和仿真实验阶段,在这里就不向大家赘述了,毕竟我们也不是建筑行业的工作者。
中国的建筑模型
看到其中的专业名词是难免会感到一头雾水,可是专业的不懂,百层高楼是如何修建的还是可以看看的。
那么,接下来我们就以迪拜哈利法塔“施工队”的视角,来看看像这样庞大的百层高楼究竟是如何建成的。
“百层高楼平地起”此前在网络上一直流传着这样一句话“请送我去迪拜捡垃圾”,这个梗出自于迪拜的乞丐乞讨都自带刷卡机的新闻。
这个新闻的真假尚且不知道,但是阿联酋王室的炫富操作可不止这一点。
土豪国迪拜
作为阿联酋人口最多的迪拜,虽然从背景来看身处于一片荒原之中,但是这并不重要。
重要的是有钱就能使荒漠变“都市”。那要怎么样才能彰显自己的有钱呢?
思来想去,阿联酋的土豪们觉得要做些别人做不到的事情,搞出个“世界之最”。
于是哈利法塔就在这样的情况下诞生了,一举成为了迪拜的地标性建筑,也以162层,828米的高度荣获“世界第一高楼”的美誉。
哈利法塔
那么这么高的楼是怎么盖起来的?又盖了多久呢?
这点我们中国还是有些发言权的,因为虽然该建筑的总承包单位是韩国的三星集团,但是像土建施工、幕墙施工等,都有我国的建筑公司参与。
哈利法塔要当世界之最,那么从设计到计划再到最终的施工,都需要经过各种讨论验证。
所以这栋楼前后修了6年多,从2004年到2010年,总工期达到了1325天,用工时长2200万工时。
可以说是从一个婴儿出生,修到了他上小学才修完。
为了能够将这栋高楼建起来,施工的全过程分为了15个阶段,每一个阶段都有建筑师通过三维模型进行分析。
毕竟前文中我们也说了,承重柱和承重结构,是要“加粗”还是要“加料”是要经过严格的评估的。
更不用说承重结构的损耗了,毕竟迪拜土豪再有钱,也不希望自己砸了15亿美元建成的楼,没几个月或者没几年就“垮”了。
因此,直到施工结束,关于楼体的荷载数值评估仍旧在进行着,这种数据分析可能还要持续40、50年。
在这个过程中,如果承重柱和承重结构出现了什么变化,工程师都会给出维护或者补偿方案。
总之此类高楼的承重柱质量还是过关的,大家不必担心它会被压垮,导致高楼变废墟。
如果真的是那样的“豆腐渣”工程,哪怕是“人傻钱多”的阿联酋土豪也不会愿意。
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