噸度 城市高樓林立的背后：經(jīng)濟(jì)效益與土地價(jià)格的博弈
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隨著科技的飛速發(fā)展，高樓大廈在各國如雨后春筍般涌現(xiàn)，并逐漸成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)是否繁榮的標(biāo)準(zhǔn)。
比如你來到兩個(gè)地方，一個(gè)地方全是低矮的大樓，每一棟都格外精致漂亮；另一個(gè)地方全是鋼筋鐵瓦，高聳入云。面對這兩個(gè)地方，你覺得哪一個(gè)地方更繁華？我相信你一定會一致選擇后者。
摩天大樓
為什么城市的樓層都那么高？
因?yàn)樵诮?jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市，受經(jīng)濟(jì)效益的影響，土地價(jià)格越來越高，越靠近市中心或者商業(yè)區(qū)，土地價(jià)格就越貴。
在此基礎(chǔ)上，房地產(chǎn)開發(fā)商為了實(shí)現(xiàn)利潤最大化，不斷增加樓層高度。樓層越高，買的人越多，租的人越多，賺的錢就越多。而我們的寫字樓和住宅樓一般都在20至30層左右，少數(shù)寫字樓已經(jīng)達(dá)到100層。
樓層越高，土地利用率越高
100 層建筑
其實(shí)我國古代就出現(xiàn)過高大的建筑，據(jù)古籍記載，商紂王為了討好蘇妲己，修建了摘星塔。這座塔究竟有多高，眾說紛紜，但既然能摘到星辰，那一定高到觸及云霄。
在當(dāng)今中國，還真有能“摘星”的百層大廈。
以深圳第一高樓京基100為例，其建筑面積約17.5萬平方米，由一座辦公樓和一座4.6萬平方米的酒店組成，建筑高度441.8米，地上100層，地下4層。
香港環(huán)球貿(mào)易廣場為一幢118層高的大廈，總高度達(dá)484米，總建筑面積達(dá)萬方尺，香港九龍麗思卡爾頓酒店位于環(huán)球貿(mào)易廣場最上面15層，為全球最高的六星級酒店；
中國香港環(huán)球貿(mào)易廣場
上海環(huán)球金融中心位于上海陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，占地面積1.44萬平方米，總建筑面積38.16萬平方米，建筑高度492米，地上101層，地下3層，2008年被評為“2008年度最佳高層建筑”。
目前世界最高建筑為哈利法塔，原名?*菟?28米，共162層，占地面積約34.4公頃，耗資15億美元，2004年開始動工，2010年1月4日竣工，改名為哈利法塔。
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一百層高的建筑是怎樣建成的？
玩過積木的朋友應(yīng)該都體會過，搭低矮的積木很簡單，但越搭越高，就要越小心，因?yàn)榉e木特別脆弱，一陣風(fēng)就很容易把它吹倒。
雖然樓層的建造不像積木那樣不穩(wěn)定，但也有一定的相似性。那么，一百層高的大樓是如何建成的，又為何屹立不倒呢？
想要高層建筑不倒，首先要保證地基穩(wěn)固。不管建什么樣的房子，建筑工人都會先挖一個(gè)比較大的坑，把樓層的地基打入地下很深的地方，以保證高層建筑的穩(wěn)固。所以一百層高的建筑需要一個(gè)非常穩(wěn)固的地基，既保證了建筑本身的穩(wěn)固，又能防止大風(fēng)吹襲，高層建筑才不會像積木一樣脆弱，稍有風(fēng)吹就倒塌。
樓面基礎(chǔ)
而這還只是一步，想要蓋起一棟高樓大廈，并且讓它穩(wěn)穩(wěn)的矗立在那里，還需要一個(gè)很重要的東西，那就是承重柱。
承重柱就好比人體里的骨頭，是支撐高樓大廈的靈魂，也是高樓大廈能屹立不倒的重要原因之一。除此之外，還有承重墻，也就是支撐上層樓重量的墻體，在建筑結(jié)構(gòu)中非常重要，一旦受損，建筑的抗震性能也會受損。
如此高樓層的建造過程，一般都是通過電梯運(yùn)送物料，到達(dá)工作樓層后再由塔吊吊起。但到了極高的樓層，地面上的塔吊就無法使用了。這時(shí)，塔吊就會安裝在建筑結(jié)構(gòu)的頂部，能夠隨著建筑結(jié)構(gòu)一起上升，這樣樓層就可以建得越來越高。
正在施工的建筑起重機(jī)
上面提到，建100層樓，最關(guān)鍵的就是承重柱，樓體主要由承重柱和構(gòu)造柱組成，承重柱承擔(dān)著整層樓的重量和穩(wěn)定性。
承重柱主要承載壓力由混凝土承擔(dān)，混凝土標(biāo)號決定承重柱能承受的重量，當(dāng)標(biāo)號為C20時(shí)，經(jīng)過計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)混凝土試塊折算成平方米，也就是/㎡，每平方米能承受的重量約為2000噸，雖然實(shí)際承重有些出入，但還是有一定的參考價(jià)值。
假設(shè)用C60的話，每平方毫米可以承重2.75公斤左右。普通高層建筑底部的承重柱至少一平方米，換算下來就是2750噸。這只是普通的混凝土，沒有加鋼筋的理論承載值。
混凝土件號及強(qiáng)度等級
按照一般辦公樓的框架結(jié)構(gòu)和樓板厚度，通過計(jì)算，上例中的承重柱可以建到48層，但現(xiàn)實(shí)中出于安全因素不允許這樣做，需要一些其他結(jié)構(gòu)來支撐。
混凝土按其密度可分為重混凝土、普通混凝土和輕混凝土。
重混凝土表觀密度在/m2以上，主要由重晶石和鐵礦石骨料組成，非常密實(shí)、沉重。
具體的
輕質(zhì)混凝土主要分為輕骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土三大類，大孔混凝土又分為以碎石、軟石、重礦渣骨料制成的普通大孔混凝土和以陶粒、碎磚、浮石等骨料制成的輕骨料大孔混凝土。
我們在土木工程中經(jīng)常使用的是普通混凝土，一般以砂、石子為主要骨料配制而成。
普通混凝土制造
承重柱為何能承受100層樓的重量？
目前我們常見的建筑物結(jié)構(gòu)支撐體系，其力的傳遞過程是荷載傳遞到各樓層的樓板，樓板再將力傳給梁，梁再將力傳給柱，最后傳給基礎(chǔ)。最底層的梁和樓板只會承受一層的荷載，但越往下，柱子受到的力就越大。
因此可以說，除了底部的地基之外，最重要的承重結(jié)構(gòu)就是承重柱。那么在建造100層高的建筑時(shí)，如何確保承重柱能夠承受這樣的重量呢？
建造房屋時(shí)，工人通常使用混凝土作為承重柱。高層建筑也是如此。但是，通常建造的房屋較低，因此較小的混凝土柱足以支撐我們的房屋，這也可以節(jié)省成本和空間。
混凝土承重柱
但百層樓所用的承重柱規(guī)格與以前明顯不同，要大很多，所以承重柱需要加粗，但也不能太大，這樣容易導(dǎo)致樓體重量增加，壓力增大。
同時(shí)，承重柱過大還可能造成內(nèi)部熱量無法散發(fā)，出現(xiàn)外冷內(nèi)熱的情況，導(dǎo)致承重柱開裂，從而對房屋安全造成隱患。
如果承重柱只能加粗到一定程度，承重柱的承受力就會受到限制，建筑的高度也會受到限制。但其實(shí)混凝土還有另外一個(gè)名字，叫鋼筋混凝土，就是在混凝土中加入鋼筋，增強(qiáng)承重柱的抗拉強(qiáng)度。所以設(shè)計(jì)師會用更粗的鋼筋來加固混凝土里面的鋼結(jié)構(gòu)。
鋼筋混凝土
很多建筑工地都采用了這種鋼筋混凝土的做法，先把鋼筋綁成柱子的形狀，然后再澆注混凝土。樓層越高，承重柱的截面積就越大，加入的鋼筋就越多，樓面的支撐面也就越大，大大提高了承重能力。
同時(shí)這種高層建筑一般底部的柱子比較多，越往上走柱子就越少。這是因?yàn)楦邔咏ㄖ闹饕问堑撞�，底部的柱子越多才能更好的支撐高層的面積和重量。越往上走，壓力就越小。為了減少底部的壓力，頂部的柱子就很少，剛好夠用就行。
添加鋼筋之后，我們還需要對混凝土做出相應(yīng)的調(diào)整，其實(shí)普通混凝土分為14個(gè)等級，在高層建筑中，C30到C60是比較常用的，一般最低承重柱要求的等級要高一些。
混凝土強(qiáng)度等級
當(dāng)建造100層高的建筑時(shí)，自然會采用強(qiáng)度更高的水泥，而且還會加入早強(qiáng)劑、減水劑等，以改善承重柱中混凝土的性能，增加強(qiáng)度穩(wěn)定性。
一般承重柱結(jié)構(gòu)每平方米可承受重量約1噸，若承重柱間距為8米，則每根承重柱的承重面積為64平方米，加上1.5噸的重量，則每根承重柱可承受的重量為100噸。
經(jīng)過計(jì)算，一百層樓底部的承重柱需要承受約一萬噸的重量。它能夠支撐一百層樓，但還需要其他計(jì)算，比如計(jì)算一旦發(fā)生臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害，這一層能支撐多少層。
承重柱試驗(yàn)
由上可知，樓面的承載力最終要通過承重柱返回到地基，所以底部的土體對于高層建筑的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
一般在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，設(shè)計(jì)師都會選擇地質(zhì)條件較好的場地，若沒有較好的地質(zhì)條件，則需要采取改良土質(zhì)的措施，如抽干地下水、在地下打入連續(xù)墻、在地下鉆孔灌注樁等。
通過這些，可以加固土層，增強(qiáng)土體的強(qiáng)度，并阻擋地下水的影響，防止土層變軟而造成地基不穩(wěn)定。
選擇合適的地基土壤
100 層建筑的利與弊
高層建筑一般都位于城市的繁華地段，這樣可以節(jié)省土地，提高土地利用率，而且視野和采光都比較好。
投資成本巨大，鋼筋混凝土的消耗量驚人，再加?*儼愀唄バ枰潯傅牡縑蕁⒏哐顧玫齲掛歡霞觳欏⑽ぃ粘９芾矸延貌壞停?/p>
如果樓層太高，電梯雖然方便，但難免會因搭乘的人太多而造成擁堵，尤其是上下班的高峰時(shí)段，會導(dǎo)致樓層擁擠，或者遇到停電、維修，上下樓梯變得非常麻煩；
擁擠的電梯
高層建筑內(nèi)部電線電纜較多，裝修中不可避免地會用到一些易燃材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于樓層較高，救援難度會增加數(shù)倍，再加上消防部門的云梯高度只有100米，可想而知，在100層的巨大高度，消防員滅火的難度之大，火災(zāi)也會對周邊建筑造成嚴(yán)重影響。
綜上所述
人類的智慧真是令人驚嘆，若是放在過去，紂王恐怕也忍不住“自愧不如”。古書中摘星塔的真實(shí)性，至今仍值得懷疑。不過，如今我們卻有了真正能與星辰“比肩”、與飛云共游、俯瞰浩瀚河山的“摘星塔”。
相對于那些高聳入云的建筑，人的身影是渺小的，人的存在更是微不足道，然而這些高聳入云的摩天大樓卻是人類一點(diǎn)一滴建造起來的，一步一步拼湊起來的。
高樓
風(fēng)可以輕易吹倒積木，卻無法吹倒百層高樓�；匿摻罨炷潦侨祟愔腔鄣漠a(chǎn)物，承載力巨大，是人類基于計(jì)算、實(shí)驗(yàn)而打造的“手臂”，正是因?yàn)檫@些噸度，我們才能建起越來越高的大樓。