近年来,随着世界人口的增加,住房紧张的问题越来越严重,传统意义的住房已满足不了人们的需求。在这种情况下,高层建筑应运而生。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。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。虽然高层建筑现在也有很多缺点,但是随着科技的发展和技术的进步,其缺点会逐步得到改正并成为未来大多数人的居住用房。
外国高层建筑的发展史
高层建筑是从19世纪中叶开始出现的。由于当时带人电梯的发明以及钢铁工业的发展,高层建筑得以实现。高层建筑真正在世界范围内普遍发展起来,还是从20世纪50年代开始的。尤其是近30年来,一系列全新结构的出现以及电子计算机与先进技术的应用,为高层、超高层建筑的实现创造了有利的条件。
以美国为例,高层建筑发展历史分为四个时期,分别为芝加哥时期(1865—1893年)、古典主义复兴时期(1893年至世界资本主义大萧条时期)、现代主义时期(第二次世界大战至20世纪70年代)、后现代主义时期(20世纪70年代至今)。
芝加哥时期的高层建筑处于早期的功能主义时期。当时的建筑高层首先考虑的是经济、效率、速度、面积,功能优先,建筑风格次之,基本不考虑建筑装饰。体型和风格大都是表达高层建筑骨架结构的内涵,强调横向水平的效果,普遍采用扁平的大窗,即所谓的“芝加哥窗”。如图9-1(a)所示为芝加哥保险公司大厦,是世界上第一幢按现代钢框架结构原理建造的高层建筑,其开了摩天大楼建造的先河,共10层,后加至12层。古典主义复兴时期的高层建筑试图在新结构、新材料的基础上将新的建筑功能与传统的建筑风格联系在一起,呈现出一种折中主义的面貌,如图9-1(b)所示。现代主义时期处于第二次世界大战之后,受经济大萧条的影响。现代主义建筑师反对学院派的折中主义和模仿历史样式,要求彻底重新解释建筑艺术,他们拒绝装饰和引进历史样式,而信奉更为技术化和理性主义表现的建筑形式。其建筑形象大多是单纯的“方盒子”,如图9-1(c)所示,并由建筑的经济性、建筑结构以及内外墙关系的功能性来确定。由基座、楼身与顶部组成的古典三段式建筑几乎不再存在。由于环境观念和生态技术的发展,后现代主义时期的高层建筑设计朝人性化、智能化、生态化的方向发展,结构艺术风格、高技派以及生态型的高层设计在多元化的建筑发展中日益引起关注,如图9-1(d)所示。
图9-1 高层建筑典例
(a)芝加哥保险公司大厦;(b)芝加哥百货公司大厦;(c)希尔斯大厦;(d)法兰克福商业银行大厦
20世纪50年代,我国开始自行设计建造高层建筑,如北京的民族饭店(14层)、民航大楼(16层)等。20世纪60年代建成的广州宾馆(27层),其高度与上海国际饭店相同。20世纪70年代,北京、上海、广州等地建成了一批剪力墙结构住宅和旅馆。1975年广州白云宾馆(剪力墙结构,33层,112m)的建成,标志着我国自行设计建造的高层建筑高度开始突破100m。20世纪80年代我国高层建筑发展进入兴盛时期,十年内全国(不包括香港、澳门、台湾)建成10层以上的高层建筑面积约4000万平方米,高度100m以上的共有12幢。1985年建成的深圳国际贸易中心(筒中筒结构,50层,160m)是20世纪80年代最高的建筑。20世纪90年代,我国高层建筑进入飞速发展的阶段。截至1998年末,全国(不包括香港、澳门、台湾)建成的10层以上高层建筑面积约2.5亿平方米,高度100m以上的高层建筑达200幢。进入21世纪后,高层建筑得益于经济的发展,走向摩天化的趋势也非常明显。中国高层建筑典例如图9-2所示。由于设计市场全球化的影响,国际建筑事务所广泛参与我国大型公共建筑的设计,设计理念的交流与冲击也日益频繁。如图9-3所示为截至2016年底已经建成的世界十大高层建筑。(www.xing528.com)
图9-2 中国高层建筑典例
(a)北京民族饭店;(b)广州白云宾馆;(c)深圳国际贸易中心;(d)上海中心大厦;(e)深圳平安金融中心;(f)北京中信大厦
图9-3 世界十大高层建筑(截至2016年底)
20世纪70年代以前,我国的高层建筑多采用钢筋混凝土框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构。进入20世纪80年代,由于建筑功能以及高度和层数等要求,筒中筒结构、筒体结构、底部大空间的框支剪力墙结构以及大底盘多塔楼结构逐渐在工程中采用。20世纪90年代以来,除上述结构体系得到广泛应用外,多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。
为适应结构体系的多样化,结构材料向多样性发展。20世纪80年代以前,高层建筑主要为钢筋混凝土结构。进入20世纪90年代后,由于钢材产量增加,我国逐渐开始采用钢结构、钢-混凝土混合结构。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外,型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也逐渐得到广泛应用。
我国高层建筑早期多为单一用途,为适应建筑功能需要,开始向多用途、多功能发展,高层建筑平面布置和立面体型日趋丰富,结构平面形式也开始多样化,有三角形、梭形、圆形、弧形,以及多种形式组合的平面形式。
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