高楼结构设计演化：实例分析

1.全钢结构

“建造超高层建筑，全钢结构优于钢筋混凝土结构”，这是上世纪六、七十年代工程界的普遍共识。此一时期建造了大量的高度在300m以上的钢结构高层建筑，例如1971年建成的高412m的纽约世界贸易中心双塔，1974年建成的高442m的芝加哥西尔斯大厦。

2.钢-混凝土混合结构

到了上世纪八、九十年代，人们发现纯钢结构已经不能满足建筑高度进一步升高的要求，其原因在于钢结构侧向抗推刚度的增强难以跟上建筑高度的迅速增长。从此以后，采用钢筋（型钢）混凝土芯筒加外圈钢结构所组成的混合结构芯筒-框架体系，就成为超高层建筑的基本结构类型。例如：①上海1997年建成的高420m的金茂大厦；②台北1998年建成的高448m的101塔楼；③香港2010年建成的高420m的国际金融中心；④广州2010年建成的高460m的西塔；⑤广州2009年建成的高460m的电视塔；⑥上海2009年建成的高492m的环球金融中心；⑦将于2014年建成的高632m的上海中心；⑧深圳在建的高680m的平安保险大楼，无一例外地都是采用钢-混凝土混合结构。(www.xing528.com)

3.叠置式混合结构

阿拉伯联合酋长国迪拜市于2010年建成的哈利法塔楼，高度达828m，是当今世界最高的建筑。这个高度已经超越了纯钢结构高层建筑的适用范围。哈利法塔楼在结构概念方面作了前所未有的重大突破，采用了叠置式混合结构，即塔楼下部采用混凝土结构，塔楼上部采用钢结构。标高-30～601m采用钢筋混凝土剪力墙体系；标高601～828m采用钢结构，其中标高601～760m采用带斜撑的钢框架。整座建筑取得了良好的技术、经济效果。

在强风作用下，采用全钢结构的纽约世界贸易中心塔楼，标高412m处的最大侧移为1000mm，而采用叠置式混合结构的哈利法塔楼，标高601m处的最大侧移仅为450mm。这一数字对比，充分说明了叠置式混合结构具有很强的抗推刚度，能够满足超高层建筑控制侧移的要求。