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随着建筑技术的发展,人们在地球上建起的高楼越来越高。可你知道这些直插云霄的超高层建筑物,是如何在风中“矗立”的吗?
做一个简单的实验
现在我们来做一个简单的实验:给你一段10厘米长、拇指粗的钢筋,请把它折弯。你用尽了全身的力气,也不可能把这段短短的钢筋折弯。好,现在给你一段20厘米长、拇指粗的钢筋,请你把它折弯。你同样是用尽了全身的力气,但钢筋看来只是稍稍有点儿变化,完全把它折弯几乎是不可能的。继续加长钢筋,现在给你一段1米长、拇指粗的钢筋,你只稍微用力,它就被折弯了。再给你一段2米长、拇指粗的钢筋,不怎么用力气你就可以将它折弯了。如果给你一段5米长、拇指粗的钢筋——呵呵,不待你动手,它自己就“颤巍巍”地先弯掉了。在生活中,我们都有类似的经验,就是物体的长度越长,就越容易在外力的作用下“变形”。钢筋越短就“越硬”,越长就“越软”。你可以沿着这样的思路想:如果把高楼比作“钢筋”,那么随着楼高的增加,高楼应该也会越来越“软”吧,如果是这样的话,那么高楼在风力的作用下,是不是也会“颤巍巍”地要“折弯”呢?
来一次吓人的体验
你的想法没有错。钢筋越长,就越容易“变软”,同样,高楼越高也越容易“变软”,超高楼会在风力的作用下变得“颤巍巍”“摇摇晃晃”的。如果你不信,请随我去总高有848米的世界第一高楼“迪拜高塔”体验一下吧!我们先在第十层下电梯,来到一间写字间,请闭上眼睛,感觉一下——晃吗?噢,不晃,一切正常,一点儿异样的感觉也没有。好的,继续乘电梯上行,目标是最高层。到了,请下电梯。怎么了?你感觉摇晃了吗?一点儿也不错,风吹得高楼在摇晃。这个超高层的“迪拜高塔”就如一段被加长了的钢筋,800多米的高度,已经让它变得有点儿“软”了,容易“折弯”。风力作用于高楼时,就会引起高楼摇摆,摇摆的幅度可达3米左右,如果风力过大,摇摆的幅度还会加大,正是这种摇摆带来了晃动的感觉。你头一次站在这么高的楼上,体验到了可怕的晃动感,当然腿会有点儿软,心有点儿“突突”,脑袋有点儿晕晕的。可是高楼内的工作人员怎么没有害怕呢?因为他们已经适应了超高层高楼的这种晃动。可并非所有人都能适应这种晃动,许多人并不敢入住这种摇摆的高楼,所以至今为止,这座世界第一高楼的入住率都很低,被称为“鬼楼”(嘲讽它的低入住率)。又一阵风吹来,哎呀呀,高楼晃动的感觉更明显了,吓死人了!那么,高楼会不会在风力的作用下“晃倒”呀?目前不会,因为每座高楼都有抗风措施。
高楼抗风的方法
为了避免风把高楼“吹折”,人们与风力斗智斗勇,发明了好多种超高层建筑抗风的方法。
有种方法叫“软硬结合法”。高层建筑在风的吹动下,不能表现得“太硬”,如果太硬,遇到大风时,整座高楼就可能“连根倒”或是“中间折”;也不能表现得“太软”,如果太软,遇到大风就可能直接“倒地”了。高楼的整体构造特点是中间硬,周边软。这样高楼在风中可以轻微地“随风摆”而又不至于“顺风倒”,这种抗风原理和树干的抗风原理相同。
另一种方法叫“你来我往法”,就是在高楼的顶端放置数百吨重的重物,然后由电脑控制这些重物的运动方向,如果电脑判断高楼因风力的作用向左运动,那么电脑就控制楼顶重物向右运动,用这种反向的运动来削减风力,减小高楼摇摆的幅度。
还有一种方法叫“相互搀扶法”,就是将两座超高层的高楼建在一起,中间用横梁连接起来,就如两个巨人手挽手并肩而立一样,这样可以增强高楼的强度,起到抗风作用。
虽然人们想出了各种办法用于高楼抗风,但并没有完全战胜风力,因为风是个极为“复杂”的对手,它千变万化,令人捉摸不透。因此,人们还在寻找高层建筑的抗风办法,并为此进行着各种各样的思考和实验。高楼与大风的“战斗”,不会停止……
(编辑 QQ糖)
做一个简单的实验
现在我们来做一个简单的实验:给你一段10厘米长、拇指粗的钢筋,请把它折弯。你用尽了全身的力气,也不可能把这段短短的钢筋折弯。好,现在给你一段20厘米长、拇指粗的钢筋,请你把它折弯。你同样是用尽了全身的力气,但钢筋看来只是稍稍有点儿变化,完全把它折弯几乎是不可能的。继续加长钢筋,现在给你一段1米长、拇指粗的钢筋,你只稍微用力,它就被折弯了。再给你一段2米长、拇指粗的钢筋,不怎么用力气你就可以将它折弯了。如果给你一段5米长、拇指粗的钢筋——呵呵,不待你动手,它自己就“颤巍巍”地先弯掉了。在生活中,我们都有类似的经验,就是物体的长度越长,就越容易在外力的作用下“变形”。钢筋越短就“越硬”,越长就“越软”。你可以沿着这样的思路想:如果把高楼比作“钢筋”,那么随着楼高的增加,高楼应该也会越来越“软”吧,如果是这样的话,那么高楼在风力的作用下,是不是也会“颤巍巍”地要“折弯”呢?
来一次吓人的体验
你的想法没有错。钢筋越长,就越容易“变软”,同样,高楼越高也越容易“变软”,超高楼会在风力的作用下变得“颤巍巍”“摇摇晃晃”的。如果你不信,请随我去总高有848米的世界第一高楼“迪拜高塔”体验一下吧!我们先在第十层下电梯,来到一间写字间,请闭上眼睛,感觉一下——晃吗?噢,不晃,一切正常,一点儿异样的感觉也没有。好的,继续乘电梯上行,目标是最高层。到了,请下电梯。怎么了?你感觉摇晃了吗?一点儿也不错,风吹得高楼在摇晃。这个超高层的“迪拜高塔”就如一段被加长了的钢筋,800多米的高度,已经让它变得有点儿“软”了,容易“折弯”。风力作用于高楼时,就会引起高楼摇摆,摇摆的幅度可达3米左右,如果风力过大,摇摆的幅度还会加大,正是这种摇摆带来了晃动的感觉。你头一次站在这么高的楼上,体验到了可怕的晃动感,当然腿会有点儿软,心有点儿“突突”,脑袋有点儿晕晕的。可是高楼内的工作人员怎么没有害怕呢?因为他们已经适应了超高层高楼的这种晃动。可并非所有人都能适应这种晃动,许多人并不敢入住这种摇摆的高楼,所以至今为止,这座世界第一高楼的入住率都很低,被称为“鬼楼”(嘲讽它的低入住率)。又一阵风吹来,哎呀呀,高楼晃动的感觉更明显了,吓死人了!那么,高楼会不会在风力的作用下“晃倒”呀?目前不会,因为每座高楼都有抗风措施。
高楼抗风的方法
为了避免风把高楼“吹折”,人们与风力斗智斗勇,发明了好多种超高层建筑抗风的方法。
有种方法叫“软硬结合法”。高层建筑在风的吹动下,不能表现得“太硬”,如果太硬,遇到大风时,整座高楼就可能“连根倒”或是“中间折”;也不能表现得“太软”,如果太软,遇到大风就可能直接“倒地”了。高楼的整体构造特点是中间硬,周边软。这样高楼在风中可以轻微地“随风摆”而又不至于“顺风倒”,这种抗风原理和树干的抗风原理相同。
另一种方法叫“你来我往法”,就是在高楼的顶端放置数百吨重的重物,然后由电脑控制这些重物的运动方向,如果电脑判断高楼因风力的作用向左运动,那么电脑就控制楼顶重物向右运动,用这种反向的运动来削减风力,减小高楼摇摆的幅度。
还有一种方法叫“相互搀扶法”,就是将两座超高层的高楼建在一起,中间用横梁连接起来,就如两个巨人手挽手并肩而立一样,这样可以增强高楼的强度,起到抗风作用。
虽然人们想出了各种办法用于高楼抗风,但并没有完全战胜风力,因为风是个极为“复杂”的对手,它千变万化,令人捉摸不透。因此,人们还在寻找高层建筑的抗风办法,并为此进行着各种各样的思考和实验。高楼与大风的“战斗”,不会停止……
(编辑 QQ糖)