Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Какой предел высоты для здания, построенного на Земле, с точки зрения прочности материалов?

ФизикаАрхитектура+1
Кирилл Воронцов
  ·   · 41,2 K
научный сотрудник Института прикладной физики РАН  · 26 мая 2015

Точный ответ требует довольно сложных расчётов, но очень грубо прикинуть можно.

Прочность бетона на сжатие сильно зависит от его марки. Наилучшие, насколько могу судить по выдаче гугла, выдерживают давление до 100-200 МПа, пусть будет 200.

Давление - это сила давления делённая на площадь основания. А сила давления - это масса здания помноженная на ускорение свободного падения (для грубой оценки будем считать его равным 10 Н/кг).

Массу можно оценить как произведение средней плотности на объём. При делении объёма здания на площадь его основания мы грубо получим высоту здания. Если выразить её через другие величины то получим, что высота пропорциональна прочности, и обратно пропорциональна средней плотности и ускорению свободного падения.

Самое сложное - это оценить без расчётов среднюю плотность, потому что очевидно выгоднее строить максимально полые конструкции, оставляя ровно столько материала, сколько необходимо, чтобы здание не разрушилось. Поскольку мы проводим грубую оценку, я предположу, что заполнить материалом надо, скажем, только 10% здания, тогда при плотности бетона около 2000 кг/куб. м, средняя плотность здания составит около 200 кг/куб. м.

Теперь у нас всё есть, чтобы оценить максимальную высоту:

высота = 200 МПа / 200 кг/куб. м / 10 Н/кг

Если произвести несложные вычисления, получим величину около 100 км. Для сравнения, самое высокое здание Бурдж-Халифа имеет высоту меньше 1 км.

Мы, однако, учли только прочность на сжатие. Возможно, более серьёзной проблемой будет искривление под действием ветра - так называемый парусный эффект.

Я думаю, что основную проблему составит не конструкция здания и её самонесущая способность, а скорее доставка... Читать дальше
Вообще при строительстве небоскребов прочность на сжатие - самая маленькая из проблем. У высоких зданий достаточно своих специфических неприятностей - к примеру то, что небоскреб работает как стержень - с одной стороны солнце... Читать далее

И где ответ на вопрос?

Первый
Инженер-строитель, переводчик  · 17 июн 2015
Предела нет, ведутся разработки "лифта в космос", теоретически - это вполне вероятно; не стоит забывать о том, что нельзя рассматривать предел высоты конструкции только лишь с точки зрения прочности материалов, факторов -... Читать далее
Архитектор  · 12 июн 2015
Сейчас одно из самых высоких зданий это в ОАЭ бурж халифа порядка 900 метров в высоту. Предела по высоте как такового нет, потому что нагрузка распределяется равномерно на низлежащие конструкции, то есть все зависит от объема... Читать далее

Разница между инженером-конструктором и архитектором.

Первый
Я не проектировщик, не конструктор и не архитектор, я инженер с большим опытом работы в строительстве, в т.ч. и высотном. Моё мнение, всё таки существует зависимость площади основания и высоты здания. Это наглядно видно, если... Читать далее
Рассчитаю исключительно бетонный столб, Берем прочность 1000кгс/см2, будем строить несущий столб стены опоры без перекрытий, и полезной нагрузки, и расчета пирамиидального фундамента. Плотность 2000кг/м3. М3=1,000,000см3 1,000... Читать далее
Первый
Инженер - строитель  · 31 мая 2015
Ответ Кириллу Воронцову. Я - проектировщик строительных конструкций. Стаж 55 лет. На Ваш вопрос ответить однозначно не могу. Предельная максимальная высота зданий зависит не только от материала сооружения, но и от многих других... Читать далее