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都市新空间
日期: 2001年07月24日 00:00       来源:科技部
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    在未来,人口的增加和聚集使得土地成为倍加珍贵的资源,为了提高土地的利用率,增加新的空间,更多的都市建筑物不得不向高空、地下甚至海洋延伸。

建筑物越高,自身的重量就越重,所以超高层建筑物的地基通常需要建立在地下一百多米深的基岩或坚硬的土层上以获得坚实稳定的支撑。

同时,还要考虑到地震等恶劣自然条件对高层建筑物的影响,通过对建筑模型进行抗震模拟试验证明,重量越大的建筑物受到地震的水平推力会越大,很容易遭到破坏,所以既要想办法减轻高层建筑物自身的重量,又要改变以砖墙作为承重的传统建筑结构。

在超高层建筑的设计中,设计师一方面采用梁拄结合的框架结构来使砖墙的作用由承重变为护围作用,这样,建筑物的重量也就通过结构的力学特征得到了科学合理的分配,从而可以经受得住更高层大楼的重量。另一方面,采用新型的轻质建筑材料也使建筑物的自身重量大大减轻。

在未来,材料科学的发展还可以使科技人员生产出建筑工程所需要的各种特殊钢材,这些钢材由于具有更强的抗弯性能与延展性能而使超高层建筑的结构变得更加稳定坚固。由于采用了新的工程技术手段,未来的建筑施工更加简捷方便,大大提高了内部的使用面积。

树大招风,超高层的建筑物也不例外。通过风洞实验得出的数据,设计师可以通过调整建筑物的形状和结构特征来改变刚度或重心位置,最大限度地减小了风的作用力,使得超高层建筑物的晃动得到有效控制。

但是,要控制未来的体型和结构更加复杂而高度更高的建筑物在风和地震作用下的晃动,还需要采用外部的技术。

比如,未来的摩天大楼顶部可以加一个巨大的混凝土块,使它的底部与大楼可作相对滑动,当大楼在风的作用下晃动时,左右两边的弹簧会使混凝土块改变位置,使大楼返回原来的重心,而居住在高层的人们丝毫不会因为这样微小的晃动而感到不适。

在未来,可以容纳上百万房客的超高层建筑将大大扩展都市中的生活空间,它就像一座空中城市,办公室、酒店、商场娱乐设施应有尽有。同时,依靠磁力提升的大型电梯可以使高楼内的垂直交通方便迅速,而由计算机控制的空调也可以满足人们生活需要的温度与湿度。

随着隧道技术在二十世纪的迅速发展,人类开发利用地下空间的能力也将大大提高。科学家预测,只要把现有城市面积三分之一的地下空间全部开发利用,就可以使城市的容量增加一倍。

在未来,由一系列巨型圆柱构成的地下城市将有地铁来往穿梭,由计算机控制的人造阳光和新鲜的空气会使人们感觉不到与地面上有太大的差距。

与此同时,利用钢筋混凝土以及其他高新建筑材料建造而成的人工岛屿就象一座海上城市,通过海水淡化的饮用水,电力,下水道等其他公共设施都可以满足城市居民的需要。人类生存的空间开始向海洋迈进。

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