Пирамиды Египта были небоскребами своего времени – и они все еще стоят 5000 лет спустя, могут ли сегодняшние самые высокие здания шанс пережить их?

Трещины впервые появились в апреле. К 29 июня 1995 года, обширная сеть трещин охватывала весь потолок пятого этажа одного из самых оживленных универмагах Сеула.Через несколько часов, громкие челки доносился с крыши. Трещины расширились.

Был вызван заседание экстренного совета, но председатель категорически отказался от эвакуации, ссылаясь на потерю прибыли. Затем он покинул здание.

В 5 вечера пятого этажа потолок начал проседать. Покупки продолжались как обычно, пока аварийные сигналы не прозвучали, наконец, почти час спустя. Но было слишком поздно. Крыша пошла дальше, а затем основные опорные стойки здания, посылая все южное крыло, врезавшийся в подвал. 1500 человек оказались в ловушке – включая собственную падчерицу председателя – и 502 никогда не вышли из этого здания.

Sampooning коллапс является примером того, насколько хрупким может быть современная инженерия. Даже с материалами, оборудованием и передовой понимания физики, здание не эксплуатировалось и пяти лет, не говоря уже о 5000.

В то же время египетские пирамиды были восхищением толпы на протяжении тысячелетий. Не беспокоит землетрясении, эрозии или вандализм, они уже пережили крах цивилизации, построившей их и превращение Сахары с пышным пастбищами в сегодняшнюю огромную пустыню.

Из них Великая пирамида в Гизе – завершена в 2540 г. до н.э. – не имеет себе равных, с лучшими материалами, инжиниринга и проектирования до самого встроенного как до или так и после. Древнегреческие туристы путешествуют тысячи миль, чтобы поглазеть на его высокие шаги блоков, которые были так хорошо полированны, что казалось они светиться; их имена могут быть найдены вырезанные в его стенах и по сей день.

Примечательно, что Клеопатра жила ближе в истории к сегодняшнему самому высокому зданию – в Burj Khalifa – чем была сделала пирамида с этой монументальной гробницой. Когда последние мамонты вымерли, это было уже 1000 лет.

Это был день Burj , возвышающийся над любым другим зданием до шпиля собора Линкольна было завершено около 700 лет назад. “Древние египтяне создавали – я не хочу сказать это – стартовую площадку для умерших, чтобы они могли объединится там с Солнцем и звездами,” говорит Дональд Редфорд, который изучает пирамиды в течение более четырех десятилетий.

Перенесемся в 2016 году , и мы прокалывания небо с постоянно высокими зданиями, от надвигающейся башни часов до 20-этажных роботов , с возможностью первой мили высотой здания – хотя это еще не ясно , если последнее возможно даже, мы вступаем в эру небоскребов, поскольку люди переезжают из сельской местности и жить в вечно переполненных городах.

Конструкции должны выдерживать огромные силы, чтобы оставаться в вертикальном положении, в том числе регулярных ударов молнии и поперечного ветра в 100 мили в час – не говоря уже о постоянном эффект гравитации. В некоторых районах, вы можете добавить крупные землетрясения в этот список. В чём секрет пирамид? У сегодняшних небоскребов есть шанс пережить их?

На самом деле, Почтенный возраст пирамид не случаен. Древние египтяне считали, что загробная жизнь будет длиться вечно, и большие усилия, чтобы обеспечить их гробницы бы тоже. Дизайн пирамид развивалась на протяжении тысячи лет, так как они экспериментировали с материалами и архитектурой.

“Они всегда говорили, что это сооружение« для вечности ». “Во веки веков” входит в их словарный запас постоянно, “говорит Редфорд, который в настоящее время работает в Penn State University, штат Пенсильвания. Они были настолько уверены в своих силах, что многие пирамиды были названы с суффиксом “миллионы и миллионы лет”.

Несмотря на их усилия и гиперболических претензий, египтяне не знали, что они делают – и это, возможно, было явное преимущество. Для того, чтобы восполнить пробелы в понимании законов физики, ранние пирамиды были сильно избыточны. Они знали о столбцах, например, но не знали, что они могли бы поддержать крышу. Они всегда добавляли дополнительные стены на всякий случай.

Другое объяснение огромных размеров. Возьмите Великую пирамиду. Это меньше, чем здание искусственной горы, сделанный из почти шести миллионов тонн твердых пород. Пять тысячелетий нет время, если учесть, известняк лежал в земле 50 миллионов или около того.

Современные небоскребы, в сравнении, положительно спроектированные. Потребовалось всего 110 тысяч тонн бетона и 39000 тонн стали, чтобы построить Burj, которое более чем в шесть раз превышает высоту Великой пирамиды. “Они проектировали эти здания, чтобы длиться вечно – в настоящее время это не является приоритетом. Мы разрабатываем практические здания, чтобы там жили, “говорит Рома Агравал, инженер-строитель, который работал на Shard в Лондоне.

Так же, как первые пирамиды, самое раннее поколение небоскребов может быть наиболее надежным. Когда B-25 самолет врезался в Empire State Building в 1945 году здание было возобновлено в течение нескольких дней.”Еще в начале 20-го века были до сих пор все вычисления вручную, поэтому они всегда добавляют дополнительные материалы с запасом только в том случае,” Агравал. Хотя Empire State Building составляет менее половины высоты Бурдж, он весит на две трети больше.

В дополнение ко всем обычным рискам, здание в облаках несет некоторые целиком из его собственных. Для того, чтобы сделать это до 7000 AD – примерно соответствует продолжительности жизни пирамид сегодня – небоскребы должны сопротивляться тысяч лет дождя, ветра и бурь.

“Доминирующим фактором с высотных зданий является ветер,” говорит Билл Бейкер, инженер-конструктор за Бурдж. Как ветер несется мимо обтекаемого объекта, такого как дерево или фонарный столб, он кружит в единый организованный порыв, круги, которые кружат влево, а затем обратно вправо, потом снова налево, отталкивая от переменных направлений, как он перемещается и заставляет объект раскачиваться. При сильном ветре Бурдж может раскачиваться до пяти футов в любом направлении.

Беда в том, чем выше вы идете, тем быстрее ветер становится.Чтобы остановить небоскребы от падения – и те, кто наверху, не укачало – они разработаны с неправильной формой, которые разрушают ветер и делают его организованным. Это может выглядеть как архитектурно размашисто, но отличительные зазубренные профили Бурдж и осколок больше для безопасности, чем артистизм.

Даже ураган не будет толкать их. “Если это нормальное здание, которое вы могли бы спроектировать, чтобы противостоять такому штормовому ветру можно было бы ожидать, чтобы случиться раз в 700 лет”, говорит Бейкер. Важные здания, такие как Burj Khalifa предназначены для событий, которые происходят только один раз в почти двух тысячелетий.

Тогда есть молния. Объединенные Арабские Эмираты, домой к Бурдж, испытывает около 10 гроз в год. До миллиарда вольт электричества в одной молнии, небоскребы находятся под угрозой удара большой силы, чем ядерный реактор. “Я был в Дубае во время грозы и Бурдж подобен громоотводу для всего города – каждую минуту или около того он получит удар,” говорит Бейкер.

К счастью, есть обходной путь. Во время строительства, сталь каркаса здания подключен вместе – каждый стальной стержень, каждая оконная рама, – правильный путь вниз к фундаменту. Он работает как гигантская клетка Фарадея, защитный корпус, аналогичной проволочной сетки на микроволновые печи, которая держит его содержимое безопасным путем ограничения электричества наружу. “Я разговаривал с людьми после того, как они проводили техническое обслуживание некоторых больших штормов, и они не заметии какой-либо ущерб,” говорит Бейкер.

Даже в результате землетрясения, небоскребы чрезвычайно прочные. На самом деле, чем быстрее трясет, тем лучше. Это все вплоть до явление, известное как резонанс.Если земля трясется на частоте, которая соответствует скорости, при которой здание качается, он будет раскачиваться все быстрее и быстрее, и, возможно, в конце концов рухнет. “Узкие здания занимает много времени, чтобы поколебать взад и вперед – для Burj это около 11 секунд – так она будет двигаться, но он не разрушится”, говорит Бейкер.

Это не совсем безотказное: так же , как гибка скрепку взад и вперед, если сталь испытывается слишком много раз, вконце концов она лопнет. Но недавний блокбастер , в котором катастрофическое магнитуда из 9 балов через Сан -Франциско – посылая небоскребы сваливая на землю – было бы на самом деле сделали гораздо менее убедительным просмотр.

Еще в 1930 – е годы , 96 из 100 самых высоких зданий в мире были сделаны из стали. В настоящее время большинство Cityscapes построены из бетона, армированного сталью, которая сочетает в себе прочность на разрыв (способность противостоять растяжения), изготовленные из металла с прочностью на сжатие (способность противостоять выдавливание) породы.

При хранении в сухом, железобетон это чудо материал, который может длиться вечно. Но в районах с высоким уровнем осадков, слабых кислот в воде медленно реагирует с известняком в цементе и уменьшает его прочь – обточка стали, ржавление.

“Тот факт, что пирамиды находятся в аридных условиях является чрезвычайно важным,” говорит Мишель Barsoum, ученый материалов в университете Drexel, Филадельфия. Даже в высушенных солнцем Сахары, ранние пирамиды рухнули под разрушительной силой мороза, который расширил бы их, как она формируется на холодных ночах в пустыне и ценятся открытые пробелы в известняковых блоках.

В течение многих лет считалось, что египтяне в конце концов поняли, это один из научившись вырезать блоки с более плотной посадки, хотя как именно так и осталось загадкой. Затем, в начале 2000-х годов кто-то наконец-то посмотрел на скалы под высоким разрешением микроскопа. Это был Barsoum, который был предупрежден, что камни были не природного известняка вообще, но был создан из ранней формы цемента.

Хотя он был экспертом керамики – Barsoum никогда не изучал пирамиды в его жизни – он не мог устоять перед вызовом выяснить. Глубоко внутри древних блоков, он обнаружил, сигнальное устройство: микроскопические водоросли, называемые диатомовые, чьи жесткие оболочки были частично распущен щелочным цементом. “Около 90% пирамиды резной камень” говорит Barsoum.

Египтяне сделали свои камни из четырех основных компонентов; известняк, известь, вода и грязь. Они реагируют друг с другом с образованием химического клея. Аккуратно часть является то, что, с возрастом, клей возвращается назад к его ингредиентам, превращая цемент обратно в скалу. “Это выглядит запахи и вкусы, как природного известняка,” говорит Barsoum.

Но если основной бетонной оболочкой небоскреба может быть относительно устойчивым, судьба их окон не столь очевидна. Стекло имеет вес гранита и жесткость алюминия; это заняло бы 10 тонн давления, чтобы подавить одну 1см куб. Даже в море, это может занять до 50 лет сушильном носить в красочных матовыми галькой, найденных на пляжах. И тем не менее он может спонтанно потерпеть неудачу. “Он будет разрушаться. Никто не знает, почему “, говорит Бейкер.

Даже с двойным слоем стекла, без регулярного технического обслуживания большинства окон, вероятно, долго не протянет. “Стекло не сильно влияет на окружающую среду, но в конце концов окна будут отрываться после того, как последствия времени из-за ветра колебаний, штормов и т.д.,” говорит Константинос Tsavdaridis, ученый материалов в университете Лидса.

И, наконец, в конечном итоге стекло течет по направлению к нижней части? Идея основана на средневековых окнах – которые кажутся толще ниже – и миф , что стекло на самом деле чрезвычайно вязкая жидкость: в течение сотен лет, считалось, что  стекло течет к нижней части рамы.

Еще в 1998 году, эта популярная идея была решительно опровергнута группой физиков, которые подсчитали , что это заняло бы очень много лет “далеко за пределы возраста Вселенной” , чтобы произвести какие – либо заметных изменений при комнатной температуре. Вместо того, чтобы неравномерная толщина античных окон считается совершенно случайно – изготовление плоских стекла не было несколько сотен лет назад.

Так будет стоять современные небоскребы, как пирамиды?

Билл Бейкер считает, что есть хороший шанс, что они могли. “Структурные материалы хороши. Да, если они поддерживают их и нет, если они этого не делают, “говорит он.

Агравал соглашается. “Это зависит. Если они ухаживаю,т я не вижу, почему бы и нет, “говорит она.

В соответствии с Константинос, бетонных конструкций будет длиться дольше, так как ржавчина в бетоне задолго до того, начинает рушиться. В любом случае, Редфорд не убежден. “Я очень сомневаюсь в этом. Они являются функциональные структуры, но они будут продолжаться только до тех пор, пока существует необходимость в этой функции. И тогда они будут просто заброшены, “говорит он.

В конце концов, большинство небоскребов, более вероятно, будут снесены, чем упадут. На самом деле Великая пирамида была не только впечатляющее здание около 4500 лет назад.

Один из них, известный как The Labyrinth, как сообщается ,был еще более необычным. “Когда греческий историк Геродот увидел ее, она у него перехватило дыхание. Он не мог описать размер и вес некоторых из огромных блоков, которые вошли в строительство” говорит Редфорд. Попробуйте найти хоть одно здание сегодня. Камни были разграблены и использованы в качестве строительных материалов в других местах. “Если вы будите бродить по улицам старого Каира и посмотрите на фундаменты старых зданий, вы будете иногда видеть иероглифические надписи , которые приходят из этого здания” , говорит Редфорд.

Если мы не рушить небоскребы, скажем, в Нью-Йорке – и они не упадут – то при нынешних темпах строительства будет 10000 зданий более 160 метров высотой в городе за короткий период. Возможно, это не было бы так плохо, если бы некоторые из них пошли по пути Лабиринта в конце концов.

Тэги: , мир, технологии Категории: Новости