張樹(shù)輝 侯世謹(jǐn)

（山東科技大學(xué) 266590）

1 概述

高層建筑發(fā)展到現(xiàn)在已有 150年的歷史，它并非從古代的高建筑物一步步演化而來(lái)的，而是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口增長(zhǎng)的必然產(chǎn)物[1]。我國(guó)高層建筑建設(shè)起步較晚，上世紀(jì)初我國(guó)第一幢高層在上海建成，但由于當(dāng)時(shí)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平有限，國(guó)內(nèi)高層建筑發(fā)展較為緩慢。改革開(kāi)放后，隨著我國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和醫(yī)療水平的不斷提升，城市人口迅速增長(zhǎng)，城市的建設(shè)用地問(wèn)題凸顯。于是為解決土地問(wèn)題，政府開(kāi)始倡導(dǎo)高層建筑建設(shè)，之后經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展國(guó)內(nèi)的高層建筑不論是在結(jié)構(gòu)形式還是在施工技術(shù)上都得到了迅速發(fā)展。概括起來(lái)我國(guó)高層建筑的發(fā)展歷程可分為四個(gè)階段。

第一階段初步發(fā)展階段（50年代初-60年代末）：此階段國(guó)內(nèi)高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式為20層以下的鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)。代表性建筑有北京民族飯店、北京民航大樓。

第二階段加快建設(shè)階段（70年代）：此階段的建筑層數(shù)有了突破，但大多為20-30層。主要為住宅、酒店、賓館等功能型建筑，如北京飯店新樓、廣州白云賓館。

第三階段加速發(fā)展階段（80年代)：此階段高層建筑高度已突破 100米，10年內(nèi)的新建高層的建筑面積總和遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了建國(guó)后30以來(lái)的所有高層建筑面積總和。代表性建筑有深圳國(guó)際貿(mào)易中心（160米）。

第四階段摩天大樓階段（90年代以后）：此階段我國(guó)高層建筑進(jìn)入摩天大樓時(shí)代，在至今的短短20內(nèi)，我國(guó)上海、廣州、深圳、北京、天津等大城市陸續(xù)建成一幢幢摩天大樓，有相當(dāng)一部分建筑的高度排名世界先列。代表建筑有上海環(huán)球金融中心、臺(tái)北101大廈等。

2 我國(guó)高層建筑的特點(diǎn)

迄今為止，不論是西方發(fā)達(dá)國(guó)家還是包括中國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家都在大力興建高層建筑。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的高層建筑也取得了迅速發(fā)展。目前我國(guó)高層建筑的主要特點(diǎn)為：建筑高度不斷增加、結(jié)構(gòu)平面及體型日益復(fù)雜、超高建筑中鋼-混凝土組合、混合結(jié)構(gòu)體系為主、新型的結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)[2]。

2.1 建筑高度不斷增加

新中國(guó)成立以后，我國(guó)高層建筑經(jīng)過(guò)四個(gè)階段的不斷發(fā)展至今，建筑高度不斷增加。尤其是近幾年以來(lái)，大量的超高層建筑在祖國(guó)大地上拔地而起。下表為我國(guó)已建成的建筑高度排名前10的高層建筑的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

高層名稱 高度（m） 建成時(shí)間 高層名稱 高度(m) 建成時(shí)間上海中心大廈 632 2014 509 2003 600 2009 492 2008 599 2017 484 2010 596.5 2015 長(zhǎng)沙IFS大廈T1 452 2016心 530 2016 450 2010

從上面表格我們可以清晰地看出：我國(guó)的高層建筑在近幾年內(nèi)取得了騰飛式發(fā)展，在高度上得到了顯著性突破，建筑高度不斷增加。從50年代北京最高建筑民族飯店（47.4米）到如今建筑高度排名世界第二的上海中心大廈，標(biāo)志這我國(guó)已躋身全球高層建筑的先列。

2.2 結(jié)構(gòu)平面、體型日益復(fù)雜

上世紀(jì)60年代至70年代，我國(guó)高層建筑平面多為矩形、L形。豎向體型比較單一,上下均勻不變,因而普遍為“火柴盒”。進(jìn)入80年代，隨著建筑功能的多樣化，建筑風(fēng)格要求的提高，加之城市景觀的需要，使得國(guó)內(nèi)高層建筑，尤其是高層公共建筑和旅館建筑更富于個(gè)性，其平面、體型越來(lái)越豐富多變。近十幾年來(lái),為追求建筑美感，弧形、圓形、橢圓形等各種平面類型的高層建筑不斷建成。這標(biāo)志著建筑物不單單只以建筑功能而存在，更加入了人文的審美元素。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)超過(guò)100米的高層建筑中，規(guī)規(guī)矩矩的“火柴盒”建筑占有比已不到50%。2009年建成的廣州塔造型優(yōu)美、體型復(fù)雜，如同婀娜扭動(dòng)的小蠻腰，我國(guó)目前最高的建筑上海中心大廈外形為中華民族圖騰的“龍型”，不僅極具審美價(jià)值而且富有象征意味。

2.3 超高建筑中鋼-混凝土組合、混合結(jié)構(gòu)體系為主

雖然最近幾年來(lái)我國(guó)一直大力推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，但目前我國(guó)的高層建筑仍以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主。近十幾年來(lái)，隨著我國(guó)建筑施工技術(shù)的發(fā)展以及建筑結(jié)構(gòu)理論體系的不斷完善，兼有鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩者優(yōu)點(diǎn)的鋼-混凝土組、混合結(jié)構(gòu)在我國(guó)超高層建筑上廣泛應(yīng)用開(kāi)來(lái)。

通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：我國(guó)已建成的超過(guò) 150米的高層建筑，組、混合結(jié)構(gòu)建筑占到了22.3%；超過(guò)200米以上的建筑，組、混合結(jié)構(gòu)建筑占到了43.8%；超過(guò)300米的高層建筑中，組、混合結(jié)構(gòu)約占66.7%。[3]而我國(guó)高度排名前十的建筑中幾乎全部為鋼-混凝土組、混合結(jié)構(gòu)。

2.4 新的結(jié)構(gòu)體系涌現(xiàn)

隨著建筑高度的不斷增加，新型的建筑結(jié)構(gòu)體系不斷涌現(xiàn)。2009年竣工的廣州塔塔身為橢圓形的漸變網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，塔身外框筒采用24根鋼柱和46個(gè)鋼橢圓環(huán)交叉構(gòu)成,形成鏤空、開(kāi)放的獨(dú)特美體。塔身鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)格采用的漏風(fēng)設(shè)計(jì)，可有效減少塔身自重和風(fēng)荷載。上海中心大廈更是突破了高層建筑傳統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)框架，整個(gè)大樓的外立面螺旋上升，如同騰飛的巨龍坐落在上海浦東。

3 近幾年高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和施工技術(shù)的進(jìn)步是我國(guó)高層建筑的發(fā)展內(nèi)在推動(dòng)力。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑的要求逐漸提高，從以往單一地追求建筑使用功能到現(xiàn)在的強(qiáng)調(diào)建筑的藝術(shù)美感。這就預(yù)示著未來(lái)的高層建筑必將朝著技術(shù)功能先進(jìn)和藝術(shù)完美相結(jié)合的方向發(fā)展[4]。

3.1 新材料、超強(qiáng)材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

材料問(wèn)題是世界范圍內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)最主要的技術(shù)問(wèn)題。目前混凝土的強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)達(dá)到C100以上，加上高性能混凝土的出現(xiàn)。使結(jié)構(gòu)構(gòu)件向著自重小、強(qiáng)度大、性能好的方向發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)抗震性能也隨之不斷地提高。此外，為了進(jìn)一步提高高層建筑的高度，盡可能地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的輕質(zhì)高強(qiáng)。我國(guó)正逐步發(fā)展輕骨料混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、側(cè)限（約束）混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。高性能混凝土的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，必將給高層建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

3.2 鋼-混凝土組、混合結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展

近幾年來(lái)我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，以鋼-混凝土組、混合結(jié)構(gòu)為主體的高層建筑會(huì)進(jìn)一步增加。我國(guó)對(duì)鋼-混凝土組、混合結(jié)構(gòu)體系的抗震性能研究也會(huì)更加深入，型鋼混凝土、鋼管混凝土、組合梁板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件在實(shí)際工程的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越靈活多樣，其性能研究會(huì)更加深入細(xì)致。

3.3 新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)將得到進(jìn)一步應(yīng)用

近年新型結(jié)構(gòu)體系不斷涌現(xiàn)，關(guān)于其抗震性能需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究探討。隨著工程需求的多元化、多樣化，結(jié)構(gòu)工程師將會(huì)構(gòu)思出更多的新型結(jié)構(gòu)體系。

減震控制技術(shù)是抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)的一條重要途徑，近兩年在國(guó)內(nèi)新建工程中開(kāi)始應(yīng)用。 隨著相關(guān)研究工作的深入開(kāi)展，隨著國(guó)內(nèi)研制生產(chǎn)的阻尼器的日趨成熟，減震控制技術(shù)會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

3.4 高層建筑結(jié)構(gòu)的高度出現(xiàn)新的突破

在未來(lái)的幾十年中，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展、施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及新型高強(qiáng)輕質(zhì)材料的出現(xiàn)，我國(guó)高層建筑的無(wú)論從高度、結(jié)構(gòu)體系還是外形設(shè)計(jì)都將實(shí)現(xiàn)更大的突破。