浅谈高层建筑
从遥远的古代起,无论中外,都有人企望建造高耸的建筑,但当时这仅是一种幻想。
随着时代的变迁,高层建筑在特殊地区和时间下,为了满足社会和经济的需求建造而成,其独特性和各自特异的风格,增加了城市景观,吸引了大量的旅游观光者。
而更具有实用意义的是满足城市日益增长的工作、生活空间的需求。
高层建筑是社会生产的需要和人类生活需求的产物,是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。
城市人口剧增,造成城市生产和生活用房紧张,地价昂贵,迫使建筑物向高空发展,由多层发展为高层。
而科学技术的发展,高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等,为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。
超过一定层数或高度的建筑称为高层建筑。
高层建筑的起点高度或层数,各国规定不一,且多无绝对、严格的标准。
它与各个国家和地区的地理环境、地震强度、建筑材料、建筑技术、电梯的设置标准以及防火的特殊要求等很多因素有关。
古代就开始建造高层建筑,埃及于公元前280年建造的亚历山大港灯塔,高100多米,为石结构。
中国建于523年的河南登封县嵩岳寺塔,高40米,为砖结构,建于1056年的山西应县佛宫寺释迦塔,高67米多,为木结构,均保存至今。
近现代高层建筑在整个经济比较发达的欧美国家中选择在美国产生、发展和大量建造,有其特定的历史、经济和社会原因。
在欧洲,由于法规不允许商业建筑将阴影投落在住宅和其他公共建筑上,二战以前没有商业高层建筑,整个欧洲地区很长时间内法规限制了建筑物的高度,并且,两次世界大战的破坏使欧洲缺少良好的外部环境。
此外,处于对城市历史风貌的保护,除了法兰克福、鹿特丹等二战中毁坏成都较为严重的城市,欧洲大部分具有商业中心地位的城市在改造和发展中保持了谨慎和严格的高度控制标准。
因此,现代高层建筑首先从美国兴起,美国在高层建筑发展史中扮演着重要的角色。
在美国,24.6m或7层以上视为高层建筑;在日本,31m或8层及以上视为高层建筑;在英国,把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。
1883年在芝加哥建造了第一幢砖石自承重和钢框架结构的保险公司大楼,高10层。
这栋楼采用了生铁柱、熟铁梁、钢梁等,高层结构形式受“编篮式”木构架的启发,使结构依附钢铁构架,铆接梁柱。
被公认为是现代建筑史上第一
座真正意义上的高层建筑。
加上芝加哥学派在高层建筑初期的重要影响,使芝加哥被称为高层建筑的故乡。
而最早的钢筋混凝土框架结构高层建筑,为1903 年修建的位于美国Cincinnati 的InallaBuildin和法国巴黎Franklin 公寓。
1913 年在纽约建成的伍尔沃思大楼,高52层。
1931年在纽约建成的帝国州大厦,高381米,102层。
第二次世界大战后,出现了世界范围内的高层建筑繁荣时期。
1962~1976年建于纽约的两座世界贸易中心大楼,各为110层,高411米。
1974年建于芝加哥的西尔斯大厦为110层,高443米,是目前世界上最高的建筑。
加拿大兴建了多伦多的商业宫和第一银行大厦,前者高239米,后者高295米。
日本近十几年来建起大量高百米以上的建筑,如东京池袋阳光大楼为60层,高226米。
法国巴黎德方斯区有30~50层高层建筑几十幢。
苏联在1971年建造了40层的建筑,并发展为高层建筑群。
所以,现代形式的高层建筑,只有110多年的历史。
到了20 世纪50 年代以后,由于轻质高强材料研制成功,抗风、抗震结构体系的发展,新的设计计算理论的创立,电子计算机在设计中的应用,以及新的施工技术和机械不断涌现,为大规模地、较经济地建造高层建筑提供了充分的条件,使高层建筑得到迅速发展。
在钢筋混凝土结构方面,其结构体系的发展历程也类似于钢结构的结构体系,由最初的框架结构逐渐发展出框架剪力墙结构或框架简体结构和巨型结构等结构体系,使得混凝土结构的建造高度越来越高。
钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好等优点,钢结构的构件可在工厂加工和制作,施工速度快,工期短。
钢是建造高层建筑结构比较理想的材料,但是全钢结构用钢量大,造价高,耐火性能差,需用昂贵的防火涂料。
而钢筋混凝土结构具有节省钢材、造价低、材料来
源丰富、可模性好等优点,且承载力也不低,经过合理设计也可获得较好的抗震性能。
因此,只有在发达国家,大多数的高层建筑才采用钢结构形式,而在发展中国家,绝大部分的高层建筑采用钢筋混凝土材料建造,且由于高性能混凝土的发展和施工技术的进步,钢筋混凝土结构仍是今后高层建筑的主要结构形式。
特别是近年来,由于钢筋混凝土结构的优点,发达国家采用钢筋混凝土材料建造的高层建筑的数量也在日益增多。
当然,钢筋混凝土结构的构件断面尺寸大,减少了建筑使用面积;自重大,致使基础造价增高,抗震性能也不如钢结构。
因此为充分发挥钢材和混凝土这两种材料的特点,更为合理的结构形式是同时采用钢和钢筋混凝土材料的混合结构或组合结构。
该结构形式经合理设计,可取得经济合理、技术性能优良的效果,近年来已成为研究的热点和发展的方向。
在中国,旧规范规定:8层以上的建筑都被称为高层建筑,而目前,接近20层的称为中高层,30层左右接近100m称为高层建筑,而50层左右200m以上称为超高层。
在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)里规定:10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。
当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。
中国的房屋6层及6层以上就需要设置电梯,对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范,因此中国的《民用建筑设计通则》(GB 50352—2005)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。
中国近代的高层建筑始建于20世纪20~30年代。
1934年在上海建成国际饭店,高22层。
50年代在北京建成13层的民族饭店、15层的民航大楼;60年代在广州建成18层的人民大厦、27层的广州宾馆。
70年代末期起,全国各大城市兴建了大量的高层住宅,如北京前三门、复兴门、建国门和上海漕溪北路等处,都建起12~16层的高层住宅建筑群,以及大批高层办公楼、旅馆。
中国1986
年建成的深圳国际贸易中心大厦,高50层。
上海金茂大厦于1994年开工,1998年建成,有地上88层,若再加上尖塔的楼层共有93层,地下3层。
上海环球金融中心是位于中国上海陆家嘴的一栋摩天大楼,2008年8月29日竣工。
是中国目前第二高楼、世界第三高楼、世界最高的平顶式大楼,楼高492米,地上101层。
80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。
各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。
比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系。
锦江饭店引坐落在市中心的茂名路上,是一家花园式饭店。
开业至今已接待了一百多个国家的近三百位国家元首和政府首脑,以及众多商贾巨富。
饭店北楼始建于一九二九年,建筑特色是将欧洲传统风格和现代设施融为一体。
九九年七月,修葺一新的北楼重新开业,设施按五星级标准配置,重新开业的还包括一个曾经见证中美联合上海公报的锦江小礼堂。
装修后的锦江北楼,既保留了一些往日的风格,又增添了现代化的设施与装煌,成为上海的豪华级宾馆楼。
深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。
进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。
不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。
深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。
如今高层建筑正迅猛发展,它丰富了城市空间,节约用地,综合适用,促进新型材料,新型结构的发展,也促进建筑技术迅猛发展,形成了庞大规模的城市综合体。
但是,随着高层建筑与城市环境之间的相互作用日益密切。
高层建筑作
为巨大的人工构筑环境,对建设基地原有的生态环境带来的影响是不容忽视的问题,这些都迫使城市建设法规和建筑师的实际策略作出响应。
目前世界高层建筑外墙以玻璃幕墙为趋势,这多少缺失了城市风貌特色。
而且,大规模玻璃幕墙带来的光污染和建筑节能的难题,这正逐渐被大家所重视。
从使用者的角度考虑,设计者应使高层建筑更具人性化、自然化。
因此为了解决建筑与环境,建筑与使用者之间的矛盾,设计者必须不断的钻研解决问题,使高层建筑的设计更加适合、良好、健康的发展。