根據理論及經驗分析,一般在40層(大約150米)左右,是超高層建築設計的敏感高度
(建築物的超長尺度特性將引起建築設計概念變化),這種變化促使建築師必須提出有效
設計對策,調整設計觀念,應用適宜的建築技術。
超高層樓宇就像一條豎立起來的街道,存在著安全、內部交通、環境、能源消耗等
多種難以妥善解決的問題,越是向高處發展,安全性、耐久性及適用舒適等問題就愈多,
對結構、建築、機電、暖通、電梯等專業的要求就越高。
由於超高層建築結構的特殊性,建築內部的樑柱將會不可避免的存在,
在結構設計中要考慮異形柱的使用,特別是在超高層住宅戶型設計中,充分全面考慮
樑柱的影響、規避及利用是設計的難點。
對於結構設計來講,按照建築使用功能的要求、建築高度的不同以及擬建場地
的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,
選擇相應的結構體系,
一般分為六大類:
框架結構體系、剪力牆結構體系、框架–剪力牆結構體系、框–筒結構體系、
筒中筒結構體系、束筒結構體系。
90年代以來,除上述結構體系得到廣泛應用外,
多筒體結構、帶加強層的框架–筒體結構、連體結構、巨型結構、
懸挑結構、錯層結構等也逐漸在工程中採用。
進入90年代後,由於我國鋼材產量的增加,鋼結構、鋼–混凝土混合結構逐漸採用。
如金茂大廈、地王大廈都是鋼–混凝土混合結構。
此外,型鋼混凝土結構和鋼管混凝土結構在高層建築中也正在得到廣泛應用。
高層建築結構採用的混凝土強度等級不斷提高,從C30逐步向C60及更高的等級發展。
預應力混凝土結構在高層建築的梁、板結構中廣泛應用。
鋼材的強度等級也不斷提高。
高層和超高層建築在結構設計中除採用鋼筋混凝土結構(代號RC)外,
還採用型鋼混凝土結構(代號SRC),鋼管混凝土結構(代號CFS)和
全鋼結構(代號S或SS)。
建築高度100m,柱網為8.4m,抗震設防烈度為6度,
採用框架–剪力牆或框–筒結構體系較為經濟合理,
這種結構體系的剪力牆或筒體是很好的抗側力構件,常常承擔了大部分的風載
和地震荷載產生的水平側力,總體剛度大,側移小,且滿足玻璃幕牆的外裝飾要求。
超高層建築的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度,
是豎向鋼柱與剪力牆或筒體的平面抗側力構件,
同時使鋼柱與各豎向構件(剪力牆或筒體)起到變形協調作用。
一般鋼結構建築物的樓板和屋蓋,都採用軋製的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土
(簡稱鋼承混凝土)樓板和屋蓋,厚度一般不小於150mm。
目前在設計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼樑共同作用。
主要是對於板底呈波形的計算原理不甚瞭解或認為計算繁瑣,
就按平板計算,這樣既不安全又增加了鋼樑的用鋼量。
如果採用鋼樑與鋼承混凝土樓板共同作用,簡稱MST組合梁,
只要計算正確,配筋合理,栓釘可靠,則可以節約樓層和屋蓋鋼樑的
用鋼量20%左右,而且不需對鋼樑進行穩定驗算。
超高層建築,核心筒的設計需平衡採光、節能、易於維護、減少公攤、不同業態
核心筒上下統一等多方要求,是建築設計的難點之一。
高層建築與其他建築之間的最大區別,
就在於它有一個垂直交通和管道裝置集中在一起的、
在結構體系中又起著重要作用的核。而這個核也恰恰在形態構成上
舉足輕重,決定著高層建築的空間構成模式。
隨著高層建築建設的發展、高度的增加和技術的進步,
在高層建築的設計過程中,逐漸演化出了中央核心筒式的核心空間構成模式。
在建築處理上,為了爭取儘量寬敞的使用空間,希望將電梯、樓梯、裝置用房
及衛生間、茶爐間等服務用房向平面的中央集中,使功能空間佔據最佳的採光位置,
力求視線良好、交通便捷。
在結構方面,隨著筒體結構概念的出現、高度的增加,
也希望能有一個剛度更強的筒來承受剪力和抗扭。
超高層建築指40層以上,高度100米以上的建築物。
1972年8月在美國賓夕法尼亞洲的伯利恆市召開的國際高層建築會議上,
專門討論並提出高層建築的分類和定義。
第一類高層建築:9-16層(高度到50米);
第二類高層建築:17-25層(高度到75米);
第三類高層建築:26-40層(最高到100米);
超高層建築:40層以上(高度100米以上)。
在我國,民用建築按地上層數或高度分類劃分應符合下列規定:
20世紀初,紐約的大都會人壽保險公司大樓(METROPOLITAN LIFE TOWER,
50 層,206米,1909年建成)是世界上第一幢高度超過200米的摩天大樓。
世界十大超高層建築排名依次是:[2010年度]
迪拜塔(哈利法塔迪拜 828米)、東京晴空塔 (日本,634米) 、廣州塔(中國,600米)、
平安大廈(中國深圳,600米)、廣州東塔(中國,530米)、台北101大廈(中國,508米);
上海環球金融中心(中國,492米,101層)、吉隆坡國家石油雙塔(馬來西亞,452米);
南京紫峯大廈(中國,450米)、芝加哥西爾斯大廈(美國,442米);廣州西塔(中國,440米) [4]
上海金茂大廈(中國,421米);香港國際金融中心2期(中國,415米);廣州中信廣場(中國,391米);
深圳地王大廈(中國,384米);紐約帝國大廈(美國,381米);
其中,8座在亞洲,7座在中國大陸及港台。
中國在建或已建成的超高層建築尚有:
天津117大廈(約596.5米)深圳平安金融中心(約668米)、上海中心(約632米)、
武漢綠地中心(約467米 [5] )、廣州東塔(約530米)、長沙國金中心(約432米)、
長沙天空城市(約838米),
中國儼然是超高層大樓的大咖;
超高層建築技術也是引領著世界的潮流……….