第四章--高层建筑

据记载，世界上第一幢近代高层建筑出现在美国的芝加哥。这幢高层建筑是美国家庭保险公司大楼（HomeInsurance），10层，55米高，建于1884年。随后，建造高楼在美国蔚然成风。纽约的曼哈顿由于有得天独厚的自然条件，无数高楼如雨后春笋般出现。到20世纪初，美国超过200米的高层建筑已经有10幢，无论在数量，还是在层数和高度方面，始终居于世界领先地位。30年代以后，美国高层建筑的建设进入鼎盛时期，1930年纽约建成了319米高的克莱斯勒大厦；1931年建成了381米高的帝国大厦；1933年建成了259米高的洛克菲勒中心大厦，都成为这一阶段高层建筑发展的代表作。在其后数年里，纽约帝国大厦一直在高层建筑中独占鳌头，保持世界最高建筑物的纪录达41年之久。1883年美国在芝加哥由称为“摩天楼2之夫”的詹莱（B.Jenney)建造的11层住宅保险大楼，是世界最先用铁框架（部分钢架）承受全部大楼的重力，外墙仅为自承重墙的高层建筑。步入70年代，打破帝国大厦最高纪录的是美国世界贸易中心大厦。这两座双峰并立的摩天大厦高417米和415米，110层，它再次刷新了美国高层建筑的纪录。不久，美国芝加哥建成了当时世界最高的西尔斯大厦，高443米，110层。现代高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要而发展起来的，是商业化、工业化和城市化的结果。而科学技术的进步、轻质高强材料的出现以及机械化、电气化、计算机在建筑中的广泛应用等，又为高层建筑的发展提供了物质和技术条件。美国世贸中心高楼满足人类欲望“危楼高百尺，手可摘星辰。不敢高声语，恐惊天上人。”诗人李白感慨山顶寺庙之高，欣喜于与天上人擦肩而过，若他活到今日，站到450米的世界第一高楼“吉隆坡石油大厦顶时，又会做何感想呢？高层建筑的故乡是美国，1885年建成的美国芝加哥家庭保险公司被公认为世界第一幢高层建筑。自此，摩天大厦以飞快的速度覆盖了芝加哥、纽约，成为“一种独特的美国艺术形式，然而在以著名建筑师菲利普·约翰逊为首的一大批人已拒绝在美国建造摩天大楼的同时，环太平洋西岸亚洲国家及地区成为高层建筑的新生地，且有愈演愈烈之势。形成这“巅风”的原因种种，可以简单概括为几个方面。城市人口持续增长，土地资源紧缺，促使城市建筑向高空延伸。科学技术进步，新材料新工艺涌现，使人们在高空居住和工作成为可能。建筑师和开发商以建筑高度之最为骄傲，是否拥有高之又高的楼成为衡量一个国家实力的标准之一……第一幢高层建筑出现在美国美国家庭保险公司大楼在欧洲虽然高层建筑一直在不断地发展，现今同样也是高楼林立，但是它却从来没有得到过世界高层建筑的桂冠。东欧在50年代建造了两座摩天大楼，一座是前苏联在1953年建造的莫斯科国立大学主楼，高239米，26层。另一座是波兰在1955年建造的华沙文化宫大厦，高231米，42层，这两座摩天大楼一直到80年代还保持着欧洲最高建筑的纪录。法国巴黎在1973年建造了229米高的蒙巴那斯大厦。90年代后，德国法兰克福商品交易会大厦竣工，这座257米高的建筑成为欧洲第一摩天大楼，但不久又被建造在同一地点的、高259米的商业银行大厦超过。法兰克福商业银行大厦伦敦大桥塔亚洲高层建筑不甘势弱日本，于1968年首次建成了36层的霞关大厦；东京阳光大楼，60层，高226米；80年代后，亚洲的高层建筑得到了非常迅速的发展，日本建造了东京市政厅大厦，48层，高243米，成为当时日本的最高建筑。进入90年代，日本不断在酝酿着更高的建筑。横滨标志大厦建成于1993年，地下3层，地上73层，高度达296米，在世界高层建筑的排名中进入了前30位。新加坡在1986年建成了280米高的海外联合银行中心和235米高的财政部办公楼两座摩天大厦，到1995年已有四座高层建筑超过了230米。同样，马来西亚的吉隆坡、韩国汉城和泰国曼谷也相继在高层建筑方面有所建树，引起世界瞩目。被称做钢筋混凝土森林的香港是世界上最拥挤的地方之一。在50年代就开始兴建高层建筑，并建成了当时最高的康乐中心大厦，52层，高179米。由于经济起飞，商业金融业的发达，香港的高层建筑在60年代至70年代迅速发展。高216米，65层的合和中心大厦的建成，成为当时亚洲最高的建筑物之一。80年代香港建成了外形独特的香港上海汇丰银行总部大厦，楼高48层，178．8米。1989年建成的中国银行大厦高达369米，72层，成为香港的标志性建筑，也是当时世界五幢最高的建筑之一。1993年香港中环广场大厦建成，高374米，78层，是香港目前最高的摩天大楼。也同样跻身于世界最高建筑物前10名之列。我国高层建筑的建造始于50年代60年代已经有较多的高层建筑落成，其中最高的是27层的广州宾馆，高87米。而70年代最高建筑的代表作是广州白云宾馆，33层，高112米。步入80年代，我国高层建筑得到高速度的发展。据记载，1980年—1984年间所建的高层建筑相当于以前三十多年中兴建的总和。横滨标志大厦海外联合银行中心(新加坡)中环广场80年代中期，我国的高层建筑数量更多，遍布各地，其中深圳市数百座高层建筑拔地而起，成为建筑发展史上的奇迹。这时的高层建筑层数和高度都有了突破，北京京广中心大厦（57层，208米）、广州广东国际大厦（63层，高200．8米）、深圳国贸大厦（53层，高160米）等都在50—60层之上，高度都突破了或接近了200米，成为我国这时期的几幢最高的建筑物。进入90年代，我国的一些中等城市已建起了40层以上的高层建筑。在一些发达的地区，80层的摩天大楼也相继问世，广州中天大厦（80层，322米）、深圳地王大厦（81层，325米）都是近年来我国最高的摩天大楼，还有更高的大楼正在设计与建造之中。上海的浦东是继深圳后兴建高层建筑的另一个奇迹，1995年底已建成高层建筑117幢。雄踞黄浦江东畔的中华第一高楼－－高420米，88层的上海金茂大厦已在1998年宣告落成。金贸大厦中天大厦地王大厦京广中心大厦广东国际大厦深圳国贸大厦上海金茂大厦排名建筑名称所在地参与单位高度(m)层数结构建成年份1金茂大厦上海美国SOM华东建筑设计院上海建筑设计院42088319982地王大厦深圳美国建筑设计公司(建筑)新日铁、茂盛工程顾问公司(结构)32581319963中天广场（中信广场）广州刘荣广任振民建筑师事务所茂盛工程顾问公司32280219974赛格广场深圳华艺设计顾问有限公司29272419985中银大厦青岛中国建筑北京设计院24658419966明天广场上海美国波特曼上海建筑设计院23860319987上海交银金融大厦（北楼）上海华东建筑设计院23055419988武汉世界贸易大厦武汉武汉市建筑设计院22958219989浦东国际金融大厦上海株式会社日建设计上海建筑设计院226563199810彭年广场（余氏酒店）深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司222584199811鸿昌广场深圳中南建筑设计院中国建研院设计所218604199612武汉国际贸易中心武汉武汉市建筑设计院212533199613万都中心上海华东建筑设计院海波事务所211552199814京广中心北京日本设计事务所株式会社熊谷组208573199015上海国际航运大厦上海加拿大B+W公司华东建筑设计院208503199816金鹰国际商城南京南京市建筑设计院206582199717上海森茂国际大厦上海日本藤田、大林组华东建筑设计院203464199718广州新中国大厦广州广东省建筑设计院202514199819佳丽广场武汉中南建筑设计院202542199720大连远洋大厦大连大连市建筑设计院冶金部建筑研究总院2015141998说明：2为混凝土结构，3为钢结构，4为钢－混凝土混合结构全球最高建筑前20位关于规则：进行最高建筑排位的依据是该建筑的构造高度，既以地面为起点算起，到建筑物的最高点或必须的构造要素为止[一般以该建筑组织给出数据为准]。序号建筑名称层数高度[米]竣工年份1[台北]台北101（已封顶）10150820042[吉隆坡]佩特纳斯大厦8845219963[芝加哥]西尔斯大厦10844319744[上海]金茂大厦8842119985[香港]国际金融中心第二期（已完成外部工程）8841520036[广州]中信广场8039119977[深圳]地王大厦6938419968[纽约]帝国大厦10238119319[香港]中环广场78374199210[香港]中国银行大厦72369199011[杜拜]阿联酉首领塔54355200012[高雄]东帝士大厦85347199713[芝加哥]阿摩珂大厦83346197314[香港]中环中心79346199815[芝加哥]约翰-汉考克大厦100344196916[杜拜]阿拉伯塔酒店60321199917[纽约]克莱斯勒大厦77319193018[亚特兰大]国家银行广场大厦55312199219[洛杉矶]第一洲际世界中心75310199020[吉隆坡]电信大厦553102001数据截至：2003年8月全球最高建筑前20位1、一般情况高层房屋的平面一般为：方形、条形、工字形、Ⅱ形、口字形或L形、特殊情况下可做成圆形、Y形或多边形等较复杂的形状。在我国多层居住和办公房屋乃至轻型工业房屋一般采用混合机构建造，必要时才采用钢筋混凝土结构。我国混合机构房屋已砌至11层，局部12层。国外有建筑成20层以上的砌体承重结构。砖石结构高度受到限制主要是其在水平荷载下抗拉、抗剪强度低。两个解决的方法：一是砌体只承受垂直荷载，而所有的水平荷载由楼梯、电梯间等构成的钢筋混凝土内筒承担；二是采用配筋砌体并对墙施加预应力。钢和钢筋混凝土两种材料都是建造高层建筑的重要材料，但各自有着不同的特点。钢材强度高、任性大、易于加工；高层钢结构具有结构断面小、自重轻、抗震性能好等优点；钢结构构件可在工厂加工，能缩短现场施工工期，施工方便。但是高层钢结构用钢量大，造价很高，而且钢材耐火性能不好，需要大量防火涂料，增加了工期和造价。因此在我国，在高度超过100m是可酌情采用。钢筋混凝土结构造价较低，且材料来源丰富，并可浇注成各种复杂断面形状，还可以组成多种结构体系；可节省钢材，承载力也不低，经过设计，可获得较好的抗震性能。因而在发展中国家（包括我国），大都采用钢筋混凝土建造高层建筑。国外大型预制构件高层建筑的受力特点：A.水平因素（水平荷载和地震作用）成为决定因素；B.轴向变形不容忽视；C.侧移成为控制指标；D.结构的延性是重要的设计指标。2、变形缝在一般的房屋结构的总体布局中，考虑到沉降、温度收缩和体型复杂对房屋结构的不利影响，常常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分，从而消除沉降差、温度应力和体型复杂对结构的危害。但在高层建筑中，常常由于建筑使用要求和立面效果考虑，以及防水处理困难等，希望少设或不设缝；特别是在地震区，由于缝将房屋分成几个独立的部分，地震时常因为互相碰撞而造成震害。伸缩缝：解决由于建筑超常而产生的伸缩变形。沉降缝：解决由于建筑物的高度不同、重量不同、平面转折部位等而产生的不均匀沉降变形。防震缝：解决由于地震时产生的互相撞击变形。因此，在高层建筑中，目前的趋势是避免设缝，并从总体布局上或构造上采取相应的措施来减少沉降、温度收缩和体型复杂引起的问题。在日本，习惯的做法是10层以上的建筑不设缝。沉降缝及其他减少沉降危害的措施：（1）利用压缩性小的地基，减少总沉降量及沉降差。（2）高低部分的结构及基础设计成整体，但在施工时将它们暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降（50％以上）以后再浇灌连接部分的混凝土，将高低层连成整体。这种缝称为后浇施工缝。（3）就裙房做在悬挑基础上，这样裙房与高层部分沉降一致，不必用沉降缝分开。伸缩缝及减少温度伸缩影响的措施：（1）设后浇带混凝土早期收缩的大部分，建筑物过长，可在适当距离选择对结构无严重影响的位置设后浇缝，通常每隔30－40米设置一道。后浇缝保留时间一般不少于一个月，在此期间，收缩变形可完成30－40％。后浇缝的浇注时间宜选择气温较低时，因