世界萬象/震撼! 468公尺成都塔將征服天空

成都塔。

成都如今在建的成都塔不久就要征服成都的天空了。這所高樓於去(2014)年11月動工,計劃2018年建成,而這正好是汶川大地震10周年。汶川大地震帶走了7萬餘人的生命,還徹底毀壞西南地區的很多基礎設施。這幢大樓高1535尺(468公尺),即將成為大陸的第四高建築,它也將成為工程師們展示實力的舞台!

根據新浪科技報導,成都塔的特別之處在於它不僅使用了傳統技術,還將其與建築工業設計緊密融合在一起。在這幢現代化的摩天大樓之中,除了混凝土、鋼鐵結構構成的內部框架外,還有大樓外部的框架結構。

高樓工程師們都面臨這樣的大挑戰:怎樣在花費盡可能小的情況下保證建築與設計者的構想相一致。高樓建築的這種外部框架設計為此提供瞭解決之道:想方設法減少原材料的使用但又能夠保證建築的安全。

儘管這些年來科學家研發出了新的更好的原材料,比如更結實的鋼鐵、混凝土。但如何解決外部框架設計仍然是工程師、建築師所需要共同面對的問題:怎樣讓這種設計不僅花費少而且讓建築更加美觀。『我們的目標是讓外部框架結構反應出建築物的形狀,就好像它們是一體的。』參與設計成都塔的建築師徐福說道。

基本的建築原則非常簡單:外部框架其實是個三角結構,它是最穩定的二維形狀。參與設計的結構工程師Dennis Poon說:『就好像在建築物上放了一個巨大的「X」。這是一種極為高效的系統設計,因為你能完全利用建築的外部結構來幫助建築抵禦風力。』

『但在實際建造過程中,成都塔的外部框架設計遠非一個大「X」那麼簡單,因為成都是一個多雲城市,所以設計者想讓塔的四面都能接收到足夠多的自然光。傳統外部框架設計會將建築外層設計成平面,就像1990年在香港建好的中銀大廈。而成都塔外部框架的每個相鄰三角形都處在不同的平面上,它們沿著建築表面的三角形結構如微波般起伏,就好像這座塔融入天中綿延不絕。』

除了能夠支撐塔的重量之外,這種3-D外部框架設計還能讓建築的內部比平坦的2-D外部框架設計更加好看。透過從內部為我們提供一個更加開闊的視野,3-D外部框架使建築顯得更加透明。簡單來說,外部框架不僅僅承擔重量,與此同時,它還使得工程花銷更加經濟高效,建築的外觀也更加酷炫。

Poon說:『有時我們會使用外部框架結構設計,而有時則沒有。這主要取決於建造這座建築的最初理念和設計。』雖然科學技術在不斷發展,但今天工程師們所信奉的建築原則依舊與曾經的最早高樓設計者一樣。在工作中,像Poon這樣的結構設計工程師都會詳細計算整個建築結構的具體受力情況。只是在現在,電腦使得這一過程變的快速且方便。工程師透過建構電腦模型來可以估測建築完整的幾何結構,該過程關乎成都塔這樣的設計最終能否實現。

相比之下,比成都塔矮了100尺的帝國大廈在設計時使用的則是『計算尺』,一位在紐約有超過50年高樓設計經驗的工程師說:『那時所有的相關計算都是手工完成的。』

那究竟是什麼讓工程師沒有建造出更高的建築呢?這當然不是物理方面的原因。 Shmerykowsky說:『我們其實可以建造出比今天最高樓還高一倍的建築,但最後都會歸結到錢上。』換句話說,現在建更高的樓對開發商來說並不明智。而且,大多城市都有相關的市政條例來嚴格限制高建築物,以防止它們擾亂空中航運或者影響整座城市天空的美感。而從工程師的角度來說,只要地基夠穩能夠承擔重量,那麼再高的摩天大樓也不是不可能的。Poon說:『我很期待能夠設計一個高一英里的建築!』但在今天來看,那還只是一個夢。

震撼:468米成都塔將征服天空!一柱擎天

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