关于高层与超高层建筑技术发展与研究
发表时间：2018-08-15T16:48:30.783Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：马世杰
[导读] 摘要：目前世界上超过300m高度的高层建筑已达几十幢，国际上正在筹划的巨型建筑其高度均已超过500m。
中牟县住房保障和房地产管理局河南省 451450
摘要：目前世界上超过300m高度的高层建筑已达几十幢，国际上正在筹划的巨型建筑其高度均已超过500m。从国内外的发展来看，今后在人口密度大的亚洲地区，超高层建筑将会往1000m甚至更高的高度发展。
关键词：高层建筑；超高层建筑；发展状况
1高层建筑和超高层建筑
高层建筑是指超过一定高度和层数的多层建筑。但是不同的国家都有着不同的要求和定义。比如在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m的建筑视为高层建筑。而在我国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。目前，世界各城市的生产和消费的发展达到一定程度后，无不积极致力于提高城市建筑的层数。实践证明，高层建筑可以带来明显的社会经济效益：首先，使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可城市中心地段选址；最后，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。而超高层建筑和高层建筑的定义有着一样的特点，在国际上都没有一个比较规范化的规定，它是根据不同国家的标准进行，不同的划分。我国的《民用建筑设计通则》规定：当建筑高度超过1000m时，无论是住宅及公共建筑都被称为超高层建筑。
2超高层建筑发展历程
2.1第1阶段(19世纪末—20世纪中叶)
19世纪末，钢材进入建筑领域，德国西门子发明电力电梯应用于建筑领域，这两者促成了超高层建筑的产生及快速发展。钢框架结构成为这一时期超高层建筑的主流。新型装备与结构体系促使超高层建筑的高度、性能显著提升。以美国芝加哥、纽约为核心涌现出一大批超高层建筑，1931年美国纽约建成102层、高381m的帝国大厦，成为当时最高的建筑，保持该纪录约40年。
1.2第2阶段(20世纪中叶—20世纪70年代)
钢筋混凝土开始广泛应用于建筑领域，框架剪力墙、框架核心筒、筒中筒、束筒、悬挂结构等新型结构体系广泛应用于超高层建筑。基于建筑结构理论与施工工艺及装备的革新，超高层建筑在形态、功能、结构性能等方面得到进一步改进，并发展至欧洲、亚洲等区域，法国、德国、日本、中国香港等均出现了高度＞200m的超高层建筑。1974年美国芝加哥建成108层、高442.3m的希尔斯大厦，保持世界最高建筑纪录达30年。
1.3)第3阶段(20世纪80年代至今)
高性能钢材、钢筋、混凝土广泛应用于超高层建筑。钢结构与钢筋混凝土结构相结合形成混合结构，该结构推动了巨型框架核心筒为代表的巨型结构体系快速发展，并成为当今重大超高层建筑的主流。超高层建筑设计理论日趋成熟，三维动力分析等复杂高等分析方法开始普及。大型动臂塔式起重机、超高速电梯、巨型结构阻尼器等施工与建筑装备取得巨大突破。这些创新推动了一批300m以上的超高层建筑快速兴建，2010年迪拜建成162层、高828m的哈利法塔，成为全球最高建筑，而在建的沙特国王塔和迪拜港湾塔则＞1000m。我国成为这一时期超高层建筑发展的中心，拥有全球一半以上高度＞200m的超高层建筑。
3中国高层建筑的技术发展现状
3.1机械设备国产化
垂直运输设施为在建筑施工中担负垂直运(输)送材料设备和人员上下的机械设备和设施，它是施工技术措施中不可或缺的重要环节。随着高层、超高层建筑的飞速发展，对垂直运输设施的要求也相应提高，垂直运输技术已成为建筑施工中重要的技术领域之一。我国自20世纪80年代生产出QTP60、QT80A、QTF80等新机型，与此同时，在原建设部组织下，北京、四川、沈阳等地分别引进了法国波坦公司的塔式起重机技术，其主要零件已实现国产化。此后，生产技术迅速发展，已能生产各种适应高层、超高层建筑施工需要的自升式塔式起重机。中国塔式起重机行业从引进国外一条生产线，到不断地创新研究，经过多年的发展，产品的功能用途、性能质量、安全性、技术水平等方面，都在不断进步和提高，除满足我国国民经济建设飞速发展的需要外，还大量出口到非洲、中东，甚至欧美国家。除极少量的大、特型塔式起重机之外，到2000年以后基本挡住了国外塔式起重机的进口。在混凝土超高泵送设备领域，我国不但实现了自主研发，打破了国外企业的垄断，而且达到了世界领先水平。三一重工21台泵送设备承担了世界第一高楼阿联酋“迪拜塔”的混凝土浇筑工程。2011年，三一重工自主研制的86m泵车成功下线，再次刷新其在2009年创造的72m世界最长臂架泵车的世界纪录。这标志着我国已站在世界泵车设计和制造领域的最前沿。
3.2施工技术不断进步
伴随着超高层建筑向高度更高、结构形式更复杂、施工进度要求更快等方向的发展，超高层施工技术逐渐发展为以钢结构制作安装、混凝土超高泵送、模架施工技术为主的现代施工技术。1985年以前，国内高层建筑几乎全部为钢筋混凝土结构。如今，随着建筑层数和高度的不断增加，国内已完全具备了高层钢结构建筑物的设计、制造及安装施工能力。钢结构具有强度高、生产制作工业化程度高、施工速度快的特点，因此在超高层建筑中得到广泛应用。超高层建筑钢结构安装依赖于大型塔式起重机，其起重能力越大，钢结构安装效率就越高。采用钢结构的超高层建筑，对钢结构的吊装、测控、焊接及吊装机械安装和拆除等技术均要求甚高。对于混凝土超高层泵送而言，泵送压力不断提高，混凝土强度高，黏度大，泵送尤其困难，给泵送施工带来一系列的技术难题。目前国内对于超高层泵送施工的研究主要集中在:混凝土的配合比，混凝土泵送设备、泵送工艺等方面。在混凝土配制方面，通过掺入适量粉煤灰、矿粉等优质矿物掺和料，减小流动阻力，改善混凝土的可泵性，并提高混凝土的耐久性；利用高效保塑减水剂，提高混凝土的可泵性；在设备工艺方面，三一重工等公司通过提高设备的可靠性和泵送能力，解决超高压混凝土的密封、超高压管道、超高压混凝土泵送施工工艺及管道内剩余混凝土的水洗等方面，来解决目前超高层混凝土泵送设备存在的问题，取得了大量有价值的研究成果，并在实际工程中应用。目前，国内模架施工技术主要包括整体滑模、整体爬模以及整体提模等。高层建筑施工中采用整体滑模法，有利于主体结构的整体性，减少高空交叉作业，扩大施工作业面，加快施工速度。高层建筑的筒体结构，常用整体爬模法施工。整体提模施工技术是近期发展起来的针对高层混凝土核心筒结构施工
