1  超高層建筑的基本定義

高層建筑的出現(xiàn)是人類(lèi)美好愿望、社會(huì)需求、科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的完美結(jié)合。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，伴隨建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，摩天大樓在世界各地蓬勃興建。不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)建筑高度的劃分并不相同，也就是說(shuō)什么高度可以定義為超高層建筑，在世界各國(guó)是不相同的。1972年8月在美國(guó)賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開(kāi)的國(guó)際高層建筑會(huì)議上，曾經(jīng)專(zhuān)門(mén)討論并提出高層建筑的分類(lèi)和定義，將152米（即500英尺）以上的建筑定義為超高層建筑。在日本和法國(guó)，規(guī)范定義超過(guò)60米就屬于超高層建筑；在美國(guó)，則普遍認(rèn)為才算是摩天大樓。而在中國(guó)，我們的建筑規(guī)范將100米以上高度的建筑定義為超高層建筑。我國(guó)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB50352—2005是這樣規(guī)定的，建筑高度超過(guò)100m時(shí)，不論是住宅或公共建筑，均視為超高層建筑。

1909年建成的50層206 米高的紐約大都會(huì)人壽保險(xiǎn)公司大樓（METROPOLITAN LIFE TOWER）是世界上第一幢高度超過(guò)200米的超高層建筑。

2  超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題

首先是建筑的形體。合理的抗震體型和有利的抗風(fēng)體型對(duì)于超高層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是最為有利的，下圖的幾種平面形狀應(yīng)當(dāng)是超高層建筑首選的。

其次是結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)性能目標(biāo)或設(shè)計(jì)指標(biāo)越高，結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性就越低；隨著建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性也越低。另外，過(guò)分考慮抗震性能，對(duì)風(fēng)荷載和體型研究?jī)?yōu)化不到位，以及結(jié)構(gòu)選型不合理，都會(huì)嚴(yán)重降低結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)體系的選擇是至關(guān)重要的，我們先給大家一系列不同結(jié)構(gòu)形式適用的建筑高度的限值，以后還會(huì)做專(zhuān)門(mén)的介紹。

A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（m）

B級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（m）

鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度（m）

混和結(jié)構(gòu)高層建筑適用的最大高度（m）

建筑高寬比的確定也是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮的問(wèn)題，下面一組表格告訴你不同結(jié)構(gòu)形式適用的最大高寬比。

鋼結(jié)構(gòu)民用房屋適用的最大高寬比

混和結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比

混和結(jié)構(gòu)高層建筑適用的最大高度（m）

彈性層間位移角限值

3  一些超高層建筑實(shí)例

美國(guó)貝殼廣場(chǎng)建于1970年，位于休斯敦，高218m，52層，辦公建筑，是當(dāng)時(shí)世界上最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的超高層建筑。

廣州中信大廈建于1997年，高391m，83層，辦公建筑，是目前世界上最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的超高層建筑。

美國(guó)貝殼廣場(chǎng)          廣州中信大廈 

紐約世貿(mào)中心雙塔          芝加哥西爾斯大廈

上世紀(jì)六七十年代普遍認(rèn)為，全鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)，更適合于超高層建筑。這個(gè)時(shí)期建造了大量300m 以上的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑，如下圖所示1971年建成的紐約世界貿(mào)易中心雙塔（412m）、1974年建成的芝加哥西爾斯大廈（442m）。

到了上世紀(jì)八九十年代，純鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿(mǎn)足建筑高度進(jìn)一步升高的要求，原因在于鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度提高跟不上建筑高度的迅速增長(zhǎng)。從此，鋼筋混凝土核心筒加外圍鋼結(jié)構(gòu)就成為超高層建筑的基本形式。建筑實(shí)例有：上海環(huán)球金融中心（2009，492m），上海金茂大廈（1997，420m），上海中心大廈（2016，632m）。

上海環(huán)球金融中心，上海金茂大廈和上海中心大廈

 臺(tái)北101大廈         香港國(guó)際金融中心

另外還有臺(tái)北101大廈（1998，448m），香港國(guó)際金融中心（2010，420m），廣州西塔（2010，460m），廣州電視塔（2009，460m）。

廣州西塔                    廣州電視塔

與以上幾個(gè)鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑相比較，迪拜的世界第一高塔哈利法塔下部采用混凝土結(jié)構(gòu)、上部采用鋼結(jié)構(gòu)。-30m~601m 為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，601~828m 為鋼結(jié)構(gòu)，其中601~760m 采用帶斜撐的鋼框架。對(duì)比一下，純鋼結(jié)構(gòu)的紐約世貿(mào)中心，頂部412m 處的最大側(cè)移為1000mm；而哈利法塔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)部分頂部601m 處的最大側(cè)移僅450mm。

目前，混合結(jié)構(gòu)是超高層建筑的主要形式。

迪拜的世界第一高塔哈利法塔

4  超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

超高層建筑主要的結(jié)構(gòu)體系及其優(yōu)缺點(diǎn)是這樣：

1) 框架 剪力墻(（核心筒）

2)  框架 核心筒 伸臂桁架

3) 框筒 核心筒 伸臂桁架

4) 斜交網(wǎng)格 核心筒

 5)  巨型柱 核心筒 伸臂桁架

6)  巨型柱 巨型斜撐（單、交叉） 核心筒

7)  其他結(jié)構(gòu)形式 （巨型框架結(jié)構(gòu)、框架 支撐結(jié)構(gòu)等）