钢材建筑物简史

2018-03-21 01:11:46丁成章高级工程师
世界建筑导报 2018年2期
关键词:大厦钢材建筑物

(文/图)丁成章 高级工程师

一、古代钢材建筑物

在埃及发现了公元前2500年铁史前古器物。

公元前21世纪~公元前16世纪(中国夏代),中国开始进入青铜时代,夏代晚期的二里头文化是目前考古发现中最早的青铜文化。河南堰师二里头遗址出土了青铜容器、乐器、兵器、工具和饰品,并且发现了铸造遗址(图1和图2)。

公元前1292~1225年(拉美西斯二世),铁已经在埃及广泛应用(图3)。

中国的铁器时代,始于春秋战国之际(公元前771年~前221年),到了战国末年,铁器逐渐盛行,正式替代了铜,成为大众生活上最重要的一种金属。

公元前541年,中国人就已经在黄河上造起了一座能行车马的浮桥。这便是最早的蒲津桥。这座桥不仅写下了中国建桥史上难以磨灭的一笔,而且在世界造桥史上,也落下了重重的一笔。这被称为天下黄河第一桥的蒲津桥,比波斯军队架设博斯鲁海峡浮桥还早48年,所以说,蒲津桥是人类历史上建造最早的一座浮桥。

开元九年(公元721—724),唐玄宗降诏新作蒲津桥。把竹缆绳改为铁缆绳,熔化铁水铸造铁牛作为锚固桥墩。于是,在河的东西两岸共八尊大铁牛作为地锚和锚墩。地锚和锚墩上下一体,座上是牛,座下是六根十余米的大铁柱子斜插地下。最轻的一个铁牛锚墩重达26吨,最重的一个铁牛锚墩重达45吨(图4)。这一巨大的工程用铁量达290吨之多。以当时唐朝年产铁千余吨计算,它用去了当时全国年产铁量的四分之一。

这么巨大的铸造工程,要一次浇铸成型,中国古代劳动人民创造性地利用多个炉子加温解决现场浇铸的难题。先做好铁牛铸模,再用多个主炉子熔化铁水,然后混流浇注,混流浇注塑中,为了确保熔铁高温不冷却,由多个副炉子不断地对沿途流铁水的槽子进行加温,直通铸模之中(参见图5)。蒲津桥不仅在中国,就是在世界建桥历史上,也是一绝而流芳千古。

黑暗时代,即欧洲中世纪(欧洲史上约为公元476-1000年),欧洲丢失了钢材制造方法。公元前400年,中国鼓风炉(图5)实际能力已经达到1530℃。知道使用矿石、木炭和催化剂。有了水力驱动鼓风机。

秦末汉初(公元前190年~前140年),秦始皇为了巩固政权,采取了“迁富豪”的政策。当时的钢铁企业家族——赵国卓家(卓文君的娘家,大文豪司马相如的老岳父家)被迫从赵国邯郸(秦时的钢铁重镇)迁到四川邛崃县(古称“临邛”)。临邛盛产铁矿,据华阳国志:“临邛县古石山,有石矿,大如蒜子,火烧合子,成流支铁,甚刚。”是成份相当好的铁矿。

卓家凭借其丰富的采矿、冶炼和钢铁制造技术,以及临邛的自然资源(铁矿和当地的天然气,古时称“火井”)和政府给予的优惠政策,自秦始皇二十七、八年到汉高祖五年这十七八年的时间,又迅速致富起来。

到汉武帝时,一些经济学家为其设计了一套经济改革方案,其中最有名的经济学家是桑弘羊,铁矿国有化就是它的杰作。至此,临邛卓家丧失了钢铁行业特权,逐渐衰败。

当时已经勘探查明,全国有二十八个郡分布着铁矿。盐铁国有化之后,依照各郡钢铁产量的多寡,每郡设铁官一至二人,共设铁官四十八个。从采矿、冶炼,加工到分销,都有铁官把持,从而开始了全国范围的“大炼钢铁”。

图6显示了利用活塞原理,带有回、排风风门的木制风箱。这种风箱在中国一直沿用至今。在笔者的记忆中,不但铁匠炉要用风箱,就是一般家庭烧水做饭,也都离不开风箱。所以每年都要在风箱活塞的周边重新绑上一些鸡毛(相当于现代气缸的活塞环和活塞密封圈)。在西欧还没有广泛使用铁时,希腊罗马就知道用铁箍扣紧连结青铜块(图7)。公元前100年,西班牙托莱多就有了高质量的钢材。

公元967年,中国人在广州光孝寺建造了7层铁塔(图8)。光孝寺坐落在市区的光孝路上,是广州名胜中历史最久、古迹最多的地方。寺内大雄宝殿是华南现存最古老、保留了唐朝遗风的珍贵建筑,东、西铁塔则是中国仅存的最古老、最完整的铁塔。

公元1061年,中国人在湖北玉泉寺建造了13层铁塔(图1-9)。铁塔本名“佛牙舍利塔”,俗称“棱金铁塔”、“千佛塔”,北宋嘉佑六年(公元1061年)铸造建成,仿木结构楼阁式,

八角十三级,全高16.945米,重26472公斤。铁塔通体没有接榫,不加焊接,逐件叠加,自重以固。玉泉铁塔是我国现存最高、最重、最完整的一座铁塔,它对研究中国古代冶金铸造、金属防腐、营造法式、建筑力学、铸铁雕塑艺术和佛教历史均具有十分重要的价值。

二、工业革命后的钢材建筑物

大约从14世纪到16世纪的文艺复兴时期,有了铁链和铁杆。公元1640年美国第一家炼铁厂开业。马萨诸塞州索克人使用铸铁烹饪罐和熟铁钉子。

17世纪到18世纪,法国和英国出现了建筑熟铁。

公元1706年,克里斯多佛·雷恩采用铸铁结构建造了普通门廊的住宅。

公元1706年,中国人用铁链建成了泸定桥(图10)。桥身由13根铁链锚固在大渡河两岸而成,长101.67m,宽3m。

在16世纪之前,中国科学技术发展水平远远高于西方,但是它的发展是缓慢和连续的,到了后期,甚至趋于饱和与停滞不前(图11)。英国著名的中国科学史家李约瑟博士曾经发问:“中国古代有着杰出的科学成就,为什么近代科学崛起于西方,而不是中国?”(这就是世界科技发展史上非常著名的李约瑟之迷)尽管现在还难以解开这个迷,但可能的原因之一就是自秦汉开始,在中国形成的官本位制度制约了科技创新。官本位制度最大的毛病就是把选拔听话或忠诚的“人”(即官员)看得比建立完善的制度还要重要(如果实在没有把握选拔到听话或忠诚的“人”,就只好让被选拔上的“人”按手印,赌咒发誓来自欺欺人,而几乎所有的贪官都曾经赌过血咒,发过恶誓)。反映到建筑上,就是把单个的构件看得比整个系统还要重要,最多也就是进行一下“墙改”(即墙体改革),而很少会涉及整个建筑体系的改变。

西方科学技术在古希腊时期增进达到相当高的水平,黑暗时代(即欧洲中世纪)出现了非常大的跌荡,在经历了文艺复兴时期的思想大讨论,大解放之后,就一直非常重视法律制度和工作程序的创造和设计。这才在16世纪之后,出现了亘古未有的加速发展现象,整个科学技术的发展势头呈现指数曲线上升趋势,而且这种惊人的加速度一直持续至今。

公元1706年,德·科德穆瓦(Abbe de Cordemoy)编撰了《对各类建筑的新论文集》,对《建筑十书》的作者维特鲁威(Vitruvius)正统的观念展开了挑战。维特鲁威把建筑的属性归结为实用、坚固、美观,即在一座完美的建筑物中,各个不同的部件必须与建筑整体保持一种精确的均衡关系。文艺复兴时期的著名艺术家达·芬奇据此画出了世界建筑史上非常著名的维特鲁威人体比例图(图12)。德·科德穆瓦则把建筑的属性归结为配置、分布、适度三原则。其中前二个原则涉及古典柱式的正确比例和它们的合理分布(图13),第三个原则提出了适度的概念,300多年前,德·科德穆瓦就已经反对引经据典,以实效和营利为目的,从古典建筑或名著中寻找历史和文化依据。

18世纪末期,随着时代的进步,科技的发展,建筑师们开始怀疑维特鲁威的经典教义,医师兼建筑师克劳德·佩劳(Claude Perrault)首先向维特鲁威的比例关系学的普遍可行性提出了挑战,这时候工程结构学与建筑学出现了明显的分离(公元1747年法国人创建了世界上第一所工程结构学校——巴黎道路桥梁学校)。建筑师们的思想开始从古典教义里得到解放,摆脱了维特鲁威的比例关系学的禁锢,人类才真正进入了现代建筑和钢结构建筑时代。

公元1730年,泡钢(由熟铁渗碳而成的钢),即碳化熟铁问世。

公元1767年,英国开始大量生产铸铁铁路轨道。

公元1779年,制铁大师约翰·威金森(Joha Wilkinson)协助阿伯拉罕·达尔比和他的建筑师T.F.普里查德(T. F. Pritchard)设计并建成了世界上最早的铸铁桥——英格兰塞温河上的科尔布鲁克德尔大桥(图14),桥跨度30m、高度12.2m,用了378吨铸铁。至今仍然在使用,接待着来自世界各地的观光客。作为产业革命以来的铸铁技术成果,这座诞生在英格兰的铸铁大桥,被誉为史无前例的大型结构物,自从这座大桥完工之后,不仅在市政工程、建筑领域、就是在工业技术史上也算得上是一座丰碑。该桥是第一次全部采用金属结构的大型建筑物。

在公元1750年~公元1850年之间,英国钢铁产量增长了四倍,到1850年已经达到200万吨。

公元1831年,在美国首次应用轧制火车导轨(图15和图16),铁轨逐渐采用这种下宽上窄的工字型截面并沿用至今。后来的工字钢和H型钢都是在铁轨基础上发展起来的。早期的钢结构建筑都是借用铁路和铁路桥梁的技术和材料,早期的结构工程师也都是由铁路和铁路桥梁工程师担当。

公元1850年,首创酸性转炉炼钢的英国工程师,贝西默工艺,亨利·贝西默爵士(Sir Henry Bessemer)首次把空气吹进熔化铁的容器,烧掉杂质。在此之前,钢材是稀有和昂贵的。

公元1851年,第一次工业革命在英国结出了丰硕成果,大英帝国处于鼎盛时期,英女王邀请世界各国参加大英帝国举办的第一届世界博览会。约瑟夫·帕科斯顿(Joseph Paxton)仰仗现代工业技术提供的经济性、精确性和快速性,第一次完全采用单元部件的连续生产方式,通过装配式结构的手法来建造大型空间,设计和建造了伦敦世界博览会会场水晶宫(图17,图18,图19)。只用6个月就建成了长563m、宽124m、最大跨度22m、最高顶棚高度33m;约9万m2的建筑面积。水晶宫经历了从设计构思、制作、运输到最后建造和拆除的全过程,是一个完整的预制建造系统工程。曾经是19世纪前半期的铸铁技术总检阅之一。尽管是马拉肩扛,却首创了工厂预制构件,现场装配的技术模式,是现代建筑(钢材骨架和玻璃幕墙)的开山之作。1936年,水晶宫毁于员工厕所引起的火灾。

1851年(清·咸丰1年),在中国爆发了太平天国运动,中国此后就进入了百年(1851~1949)战乱。

1854年,日本在美国舰队舰长佩里(Perry)的几艘炮舰威逼之下,打开了国门。

1867—1868年,日本进入了明治维新时期,在大清皇帝拒绝“西方蛮夷”的任何东西时,日本天皇(1868年)在主张“破除旧习……求知于世界。日本开始了以“文明与启蒙”为核心思想的“开智”运动(即西化),并且很快就跻身于世界7强。

公元1868年,平炉方法在欧洲开发出来。

三、19世纪晚期开创的钢材骨架办公楼

(一)现代钢材建筑物

19世纪上半叶,英格兰和美国出现了产业化建筑物;在美国苏必利尔地区发现铁矿后,使得美国在钢材产品上成为世界领袖。

公元1883年,美国发明家和建筑师,詹尼,威廉·勒巴隆(William LeBaron Jenney)在芝加哥设计了家庭保险公司大厦(图20)。该大厦是用铸铁和钢材建造的框架结构,它首次采用框架代替承重墙,因而被认为是一次革命,开创了现代高层建筑的历史,是里程碑式的建筑物。

公元1883~1886年,吉斯通大桥公司建造了钢骨架结构的自由女神像(图21)。

公元1884年,工程师埃菲尔(Eifel)设计建造了165m跨度的铁桥(图22)。

公元1887年,工程师埃菲尔(Eifel)设计建造了160m跨度的铁桥(图23)。

公元1889年,纽约第一个11层铁骨架建筑物问世。

公元1889年,维克多·康塔明(Victor Contamin)和建筑师C·L·F·杜忒尔特(C.-L.-F.Dutert)为巴黎世界博览会设计了107m跨度的机械展馆(图24)。机械展馆不仅是用来展览机器,其本身就是一个“展出的机器”。它的内部有沿着高架导轨移动的参观平台,参观者可以乘坐在上面对全部展览品有一个全面而迅速的视野。巴黎世界博览会机械展馆对现代建筑最大的贡献就是大部分设计都是根据理论和力学方法决定的。所采用的变截面框架和简支于地基上的手法完全符合工程学的原理,验证了英国人托马斯·杨(Thomas Young)提出的弹性模量理论,创造了钢材铰链拱空前的大跨度结构空间。

公元1889年,有着丰富的铁路高架桥设计和建造经验的工程师埃菲尔(Eifel)与工程师努维依尔(Nouguier)、柯赫林(Koechlin)和建筑师斯特芬·索维斯特(Stephen Sauvestre)共同为巴黎世界博览会设计了300m高的埃菲尔铁塔(图25)。建造的当时,当地的艺术家和文化名流们对它发起了猛烈的反对运动,著名作家莫伯桑说:“铁塔建成之日,是我离开巴黎之日”,可是铁塔竣工后却成了代表巴黎形象的结构物。

公元1892年,联合大厦,芝加哥。

公元1894年,曼哈顿人寿保险,在纽约的17层建筑物。

公元1895年,大萧条时期

(二)19世纪晚期开创的钢材骨架办公楼

芝加哥在19世纪晚期开创了钢材骨架办公楼,但是真正的摩天大楼是诞生在纽约市。1898年建成的30层公园路大厦(图26),在高度上不久就被20世纪早期一系列的石材外表、钢材框架、内部用对角桁架结构拉紧或用铆接钢材门式框架增大刚性的高楼超过了。这些建筑物中最具有影响的就是伍尔沃斯大厦(1913年)(图27)。卡斯·吉尔伯特(Cass Gilbert,1859-1934,美国建筑家,矗立在纽约城的60层的伍尔沃斯大厦就是由他设计的,他极大地促进了摩天大楼建筑的发展)设计,在当时是世界上最高的建筑物,已经超过了尼古拉斯·李·鲍恩(Nicholas Le Brun)设计的50层的大都会人寿保险大厦(1909年)(图28)和刚刚被它超过的欧内斯特·弗拉格(Ernest Flagg)设计的47层辛格大厦(1907年)(图29)。

在大萧条之初,在纽约市的二栋钢材骨架建筑物就拿走了摩天大楼设计的新高度,确切的说,这二栋大楼就是:威廉·范·艾伦(William Van Allen)设计的克莱斯勒大厦(1929年)(图30)和什里夫、拉姆和哈默(Shreve,Lamb和Harmon)设计的帝国大厦(1931年)(图31)。在本章里值得注意的是克莱斯勒大厦的不锈钢覆盖的顶部,这是一栋第一次广泛应用最新发明的钢材合金建筑物。

批评家已经争论过这些纽约摩天大楼的建筑学的重要性,并且不管它们豪华的石头和砖块的外表如何——在许多情况下使人联想起中世纪的塔楼和文艺复兴的钟楼——这些建筑物都充分表达出了现代钢材建筑物的特色。当作为文化图标时,它们的影响是不容置疑的,一般而言,作为钢材骨架建筑物的榜样和现代设计的先驱者,还是要引证19世纪早期萨利,路易斯·亨利(Sullivan,Louis Henry)、路特,约翰·韦尔伯恩(Root,John W)、伯纳姆,丹尼尔·哈得孙(Burnham,Daniel Hudson)和詹尼,威廉·勒巴隆(William Le Baron)设计的芝加哥建筑群。

四、20世纪的钢材办公楼

实际上,钢材是一种在20世纪的所有建筑里都离不开的材料:例如在木材楼层和骨架里的连接器、钢板、钉子、螺栓和螺钉,隐藏在混凝土砌块和钢筋混凝土里的螺纹钢筋,以及在钢材门式框架里特有的热轧宽边柱子和梁。尽管钢材作为建筑材料的历史至少可以追溯到公元前15世纪,并且在19世纪里,钢材在许多方面已经明显的潜移默化的完全改变了建筑物的建造过程和外形,在20世纪里,已经非常彻底地探索了钢材的建筑表达方式。

钢材所涉及的任何金属主要都是由铁组成,尽管现在用起来还存在着非常多的条条框框限制,但19世纪中叶首次出现的中碳钢还延续使用至今,并且最近还开发出来了高强度、抗腐蚀(“风化”)和不锈的钢材。在建筑物里,特别是19世纪的建筑物里广泛使用着铸件和熟铁产品,但是在20世纪开始就被热轧钢材构件大量取代。基于贝西默(Bessemer,1813-1898,,首创酸性转炉钢的英国工程师)、西门子(Siemens)、托马斯(Thomas)和其它一些人的创新,发挥了钢材出众的结构特性,连同日益有效的制造过程一起,使得钢材在增加产量的同时,戏剧性的减少了钢材的成本,钢材终于超越了早期形式的铁,取得了最后胜利。首先通过19世纪中叶铁路工业的需求刺激,和稍后大规模建筑物项目戏剧性的增长,再和20世纪里商业和工业的快速发展联系起来,建筑物与钢材就变得难解难分了。

伴随着经济发展和社会变革所经历的混合反应。芝加哥建筑师路易斯·沙利文(Louis Sullivan,1856-1924,美国建筑师,他因早期为摩天大楼的钢材骨架结构的设计和颇有影响的“功能重于外形”的观点而著名)渴望为垂直的钢材骨架找到一种精神上的诗情画意;意大利未来派画家圣达·伊利亚(Sant’ Elia)在1914年宣称新时代的钢铁桥梁、火车站、汽车和飞机已经和过去的传统形式有着根本上的突变;俄国构成主义艺术流派创始人之一弗拉达米尔·塔特林(Vladimir Tatlin)在1920年对第三国际提议的螺旋式钢材纪念碑(图32),为新技术提供了动力和乐观的视觉图像。仍有其他一些艺术家和批评家只看到了20世纪新的钢材骨架建筑的消极社会结局:黑暗、像街道的峡谷、无个性特征、重复的建筑物面孔;颓废或危险的工作条件。钢材不仅仅是最卓越的工业革命材料,在20世纪初,它也是经济能力和垄断傲慢的有力符号,充分体现在安德鲁·卡内基(Andrew Carnegie,1835-1919,苏格兰裔美国工业家和慈善家,靠钢铁工业聚积了大量财富)、J.P.摩根(J.P. Morgan)和埃尔伯特·H·加里(Elbert H. Gary,1846-1927,美国律师、实业家,在1898年建立联邦钢铁公司和1901年建立美国钢铁工司的过程中处于领导地位)的传奇故事里。

随着钢材建筑的发展,已经浮现出了其它的形式和技术问题:由于渴望直接表达出来(即外露钢材),正在解决耐火和防腐要求;正在开发标准化、配件预先制造和大规模生产的潜能;正在表达轻盈和高雅的观念,或荷载和抵抗的构造学;正在表现为机器的翻版(无论是来自工业、运输还是战争),或其它美学趋势的影响(来自解构主义学派)。

公元1912年,纽约伍尔沃斯大厦(图33),钢材框架体系,主体结构31层,高122m,塔楼再升高29层,总计达60层,总高244m。

公元1931年,帝国大厦(图31),102层;381m,保持世界最高建筑的记录达41年之久。第一次采用全预制钢材建造摩天大厦。

帝国大厦是位于美国纽约州纽约市曼哈顿第五大道350号、西33街与西34街之间的一

栋著名摩天大楼,名称源于纽约州的昵称──帝国州,故其英文名称原意为纽约州大厦或者帝国州大厦,惟帝国大厦的翻译已经约定俗世,及沿用至今。帝国大厦为纽约市以至美国最著名的地标和旅游景点之一,为美国及美洲第4高,世界上第25高的摩天大楼,也是保持世界最高建筑地位最久的摩天大楼(1931-1972年)。楼高381米、103层,于1951年增添的天线高62米,提高其总高度至443米,由Shreeve, Lamb, and Harmon建筑公司设计,为装饰艺术风格建筑,大楼于1930年动工,于1931年落成,建造过程仅410日,是世界上罕见的建造速度纪录。

帝国大厦所采用的是钢筋混凝土筒中筒结构,该结构使得大厦的抗侧刚度增大,故即使在每小时130公里的风速下,大楼顶部的最大位移也仅为25.65厘米。

公元1934年,上海国际饭店,82m。

公元1953年,幕墙替代砌块,匹兹堡美国铝公司大厦;模压铝覆盖板问世。

公元1954年,纽约杠杆大厦(图34)。

公元1956~1958年,巴黎CNIT议会中心(图35),罗伯特·卡麦罗(Robert Camelot)、琼·马利(Jean Mally)和伯纳德·泽福斯(Bermard Zehrfuss)设计,部分钢材构件和玻璃幕墙是琼·普鲁维(Jean Prouve)自行设计和生产的。该大厦最著名之处在于它采用了金属龙骨外墙体系。

公元1960年,预制混凝土获得流行;纽约泛美航空公司大厦。

公元1968年,约翰·汉考克中心(图36)。100层,高344m,上有106m高的电视天线,是一幢综合性高层办公建筑。其平面为长方形,外形上窄下宽,结构为钢材结构内筒加上X形支撑的钢桁架外筒。

公元1973年,建成了110层的纽约世界贸易中心(图37)。北塔楼高417m,南塔楼高402m,打破了帝国大厦保持41年的世界最高建筑记录。塔楼平面为正方形,尺寸为63m×63m,结构采用筒中筒体系。内筒由电梯井和辅助用房组成,外筒有钢材框架组成。该大厦共装有2万多个减振器。

世界贸易中心(1973年—2001年9月11日),位于纽约曼哈顿岛西南端,西临哈德逊河,为美国纽约的地标之一。世界贸易中心由两座并立的塔式摩天楼、4幢7层办公楼和1幢22层的旅馆组成,建于1962—1976年。业主是纽约州和新泽西州的港务局。世界贸易中心曾为世界上最高的双塔,纽约市的标志性建筑,也曾是世界上最高的建筑物之一。2001年9月11日,在震惊世界的9·11事件中,世界贸易中心两座主楼在恐怖袭击中相继崩塌,2753人随之而去,这是有史以来最惨烈的恐怖袭击事故。

世贸大厦中心双塔采用创新的钢框架套筒结构体系设计,通过水平楼层桁架将外围支承结构与中央核心结构连接在一起。这种设计让建筑物具有非凡的稳定性。除了承担大楼重量外,外部钢柱还要经受作用于塔身的风力。这就是说,内部支承结构就只需承担本身的垂直负重。

公元1974年,建成了110层,445m高的芝加哥西尔斯大厦(图38)。结构由9个标准方筒组成束筒体系,外形特点是逐级上收。西尔斯大厦的出现标志着现代建筑技术的新发展,他保持世界最高建筑的记录达23年之久。2000年,笔者曾经从空中俯瞰过该大厦。当天因为大雾,整个芝加哥都在笼罩在云层之下,在空中只能看到升入云层之上,沐浴在阳光中的西尔斯大厦。当我乘地铁来到西尔斯大厦大堂时,接待小姐告诉我“View is zero”(视野为零),劝我不要等顶观光。

西尔斯大厦,又译为韦莱集团大厦,是位于美国伊利诺伊州芝加哥的一幢摩天大楼,曾是北美第一高楼,2013年11月12日被世贸中心一号楼打破记录。落成时名为西尔斯大厦,2009年,总部在伦敦的保险经纪公司-韦莱集团,同意租用该大楼的很大比例作为办公楼,同时作为取得合同的一部分条件而取得了该建筑物的命名权。2009年7月16日,10:00,该建筑物官方命名正式改为韦莱集团大厦。西尔斯大厦有110层,一度是世界上最高的办公楼。每天约的1.65万人到这里上班。在第103层有一个供观光者俯瞰全市用的观望台。它距地面412米,天气晴朗时可以看到美国的4个州。

该大厦采用由钢框架构成束筒结构体系。整幢大厦被当作个悬挑的束筒空间结构离地面越远剪力越小大厦顶部由风压引起振动也明显减轻。这大大增强了大厦的刚度和抗侧向力的能力。

公元1976年,美国钢铁公司——匹兹堡,水冷管状钢材问世。

公元1976年,伦佐·皮阿诺(Renzo Piano)和理查得·罗杰斯(Richard Rogers)设计了巴黎蓬皮杜中心(图39)。蓬皮杜中心在结构设计上的独创性获得了高度评价。其结构轻盈明快,在相距50m的两侧主结构之间架设着巨大的桁架,创造出50m×170m、顶棚高度7m的六层无柱空间。在这里可以举行各种各样的活动。无论在感官上或是其它方面,都在公众中取得了巨大的反响。是先进技术威力的光辉杰作。它代表了一种极端的、体现非确定性和最大灵活性的设计手法,不仅考虑到要在其骨架内部再建造另外一幢“建筑物”,为艺术展览提供必要的墙壁和外围,而且为了保证最大程度的灵活性,采用了相距50m跨度的桁架。

公元1987年,中国深圳发展中心大厦,165m。

公元1996年,中国深圳地王商业大厦(图40),主楼高325m,地上81层,地下3层。公元1999年,中国上海金茂大厦(图41),420m,地上88层。

公元1998年,马来西亚吉隆坡建成了当时世界最高的建筑(图42),452m高的石油双塔(Petronas Twin Tower)。

吉隆坡双子塔曾经是世界最高的摩天大楼,但仍是世界最高的双塔楼,也是世界第五高的大楼。坐落于吉隆坡市区的西北角。吉隆坡双子塔高452米,共地上88层,由美国建筑设计师西萨·佩里(Cesar Pelli)所设计的大楼表面大量使用了不锈钢与玻璃等材质。双峰塔与邻近的吉隆坡塔同为吉隆坡的知名地标及象征。

双子塔采用的钢筋混凝土框架(核心筒)伸臂结构体系,是以钢筋混凝土结构为主的混合结构,用钢量7500吨。每个主体结构旁边的附属圆形框架结构与主体相连,可增大主体结构的抗侧能力。

五、21世纪的钢材办公楼

由于百年战乱,一百五十多年的“西学渐进”主要是发生在传统制造业,建筑界几乎毫无建树。

一直到21世纪,中国建筑界终于等到了钢结构建筑的“西学渐进”。

公元2004年,中国台北建成了目前世界最高的建筑(图43),480m高的台北101大厦(塔尖达508m)。

2015年,全球共有106座摩天大楼(高逾200米)建成,其中亚洲建成81座,又以中国建成62座的惊人纪录,连续第八年蝉联冠军。美国仅建成2座。

数据来自世界高层建筑与都市人居学会一年一度关于全球高楼的报告。报告总结2015年是“摩天大楼持续猛增”的一年。

是的,世界上从未有过这么多高楼。106打破了2014年创造的99座的历史记录,全球高楼总数也有史以来第一次超过1000座。比起十五年前的统计数字,增长了392%。但这只是个开始,CTBUH预测这个数字在今年还会继续增加,预计会达到110—135座。2015年建成的最高楼是上海中心(图44)。

不仅摩天大楼数量增加,这些建筑的高度也在飙升。目前,世界上已经有100座超过300米的“超高楼”,其中13座落成于2015年。超高楼拔地而起的速度也前所未有地快,2010-2015年短短五年间就建成50座超高楼,而前50座则花了八十年的时间。

CTBUH甚至觉得有必要设立一个新门类“极高楼(mega-tall)”来形容那些高度超过600米的建筑。一个惊人的例子是目前沙特阿拉伯在建的吉达塔(JeddahTower),按照计划它将于2020年建成,高度将达到1千米。

值得一提的还有去年12月刚落成的美国纽约派克大道432号大楼,425.5米高,是目前世界上最高的住宅楼(图45)。它不仅凭高度令人惊讶,还有细长的形状。这种窄窄的高楼在人口密集的地区更常见,尤其是在那种土地紧缺而人们又追求高端住宅的现代大都市。就地域而言,报告的统计数字相对不那么让人意外。亚洲以81座高楼占据了总数的七成以上,其中最“厉害”的三个国家是中国(62座),印尼(9座), 阿联酋(7座);中国远远超过世界上其他国家。而在全球新建高楼最多的城市里,印尼的雅加达以7座排在第一,紧随其后就是中国城市南京、南宁、深圳,都是 5座高楼。

2015年世界上新建成的最高的楼就在中国,632米高的上海中心,它现在已经是世界第二高楼了。

在CTBUH发布这份报告的时候,中国还有300座高楼正在建设中,报告也认为尽管中国的房地产市场从2013年以来增速减缓,但盖楼的势头还在持 续。“长期的前景就相对不那么确定了,”报告称,“这个国家继续从增长型经济转型为消费型经济(一种迎合中产阶级不断增长的购买力的经济),政府出资的大 型建设项目可能开始被放在次要的位置。”2016年几乎不会有什么意外,大部分高楼和超高楼还将建在亚洲(东亚和中东)。而根据CTBUH的预测,最高的10座楼中有6座建在中国,第一位的是深圳的平安金融中心(图46),高达599米。

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