超高层建筑的起源_发展与未来_一_胡玉银

古代高层建筑的竞赛主要发生在宗教领域， 人们为了不 断“ 接 近 ”上 帝 ， 竞 相 修 建 高 大 的 教 堂 ， 大 大 促 进 了 高 层 建 筑 及建造技术的发展。公元九世纪， 欧洲一些教堂的塔楼高度， 已 经 接 近 １００ ｍ。 如 意 大 利 威 尼 斯 圣 马 可 广 场 上 的 钟 塔 （ Ｐｉ ａｚｚａ Ｓａｎ Ｍａｒ ｃｏ Ｂｅｌｌ Ｔｏｗｅｒ（ 图 ８） ） ， 始 建 于 九 世 纪 ， 后 多 次 加 高 ， 塔 尖 大 理 石 完 工 于 １４７７ 年 ， 塔 高 ９８．６ ｍ， 挺 拔 秀 丽 。１２ 世纪 ， 法 国 建 设 了 高 １０７ ｍ 的 沙 特 尔 教 堂（ Ｃｈａｒ ｔ ｒ ｅ） 塔 楼 ， 英 国 建 设 了 高 １２４ ｍ 的 索 尔 兹 伯 里 教 堂（ Ｓａｌｉ ｓｂｕｒ ｙ）
历史传说中的古代高层建筑， 最著名的莫过于《 圣经》故 事中提到的一座通天塔 － － 巴比伦塔。据说， 古时候天下人 都说一种语言。为了显示力量和团结， 他们计划修一座高耸 入云， 直达天庭的高塔。塔很快就建起来了， 这惊动了天庭的 耶和华， 他见到塔越建越高， 心中十分嫉妒， 担心神无法统治 团结一心的人类， 便施展魔法， 变乱了人们的语言， 使他们无 法沟通， 高塔建设无法顺利进行， 最终半途而废， 这就是关于 “ 通天塔”的传说。尽管巴比伦塔倒塌了， 但是人类架起 通 天 之桥的努力一刻也未停止过。
在 山 西 省 境 内 的 应 县 佛 宫 寺 木 塔（ 图 ３） 则 是 世 界 上 现 存的最高大的古代木结构建筑。应县木塔高 ６７．３１ ｍ， 建成 于公元 １０５６ 年。这座仅使用砖石、木料、黄土等简单材料的
基 金 项 目 ： 上 海 市 科 委 交 叉 领 域 创 新 团 队 建 设 项 目 （ 编 号 ： ０３ ＤＺ１２０３９）
位 于 青 藏 高 原 拉 萨 市 红 山 上 的 布 达 拉 宫（ 图 ４） 殿 宇 叠 砌， 巍峨耸峙， 红宫白宫， 鳞次栉比， 金顶高耸入云， 壮丽辉 煌， 是中国古代高层建筑成功的范例， 也是世界著名的古建 筑之一。布达拉宫始建于吐蕃王朝第 ３２ 代赞普松 赞 干布 时 期（ 公 元 ７ 世 纪） ， 当 时 称“ 红 山 宫 ”， 后 来 随 着 吐 蕃 王 朝 的 没 落而逐渐毁弃。公元 １７ 世纪时， 五世达赖喇嘛在红山宫的旧 址上重新修建了宏伟的宫殿， 称“ 布达拉宫”。此后 这里 一 直 作为 西 藏 政治 和 宗 教的 中 心 。布达 拉 宫 海拔 ３ ７００ 多 ｍ， 占 地总面积 ３６ 万余 ｍ２， 建筑总面 积 １３ 万 余 ｍ２， 主 楼 高 １１７ ｍ， 共 １３ 层， 是世界上海拔最高、规模最大的宫 堡式 建 筑 群。布 达拉宫采用石木作为结构材料， 宫墙全部用花岗岩砌筑， 最 厚处达 ５ ｍ， 墙 基 深 入岩 层 ， 外 部墙 体 内 还灌 注 了 铁汁 ， 以 增 强建筑的整体性和抗震能力， 同时配以金顶、金幢等装 饰 ， 巧 妙地解决了建筑的防雷问题。数百年来， 布达拉宫经历了雷 电轰击和地震的考验， 仍巍然屹立。 １．１．２ 外国古代高层建筑
中国古塔， 是我国古代的高层建筑， 在工程技术上早就 达到了很高的成就。我国大陆最高的塔， 要数河北定县城开 元寺塔（ 图 ２） 。开元寺 塔 建 于北 宋 咸 平四 年（ １０１１ 年） ， 从底 到塔刹尖部高度有 ８５．６ ｍ， 是中国现存最高佛塔。这座塔全 部用砖砌筑， 做工十分精美。塔砖砌楼阁式， 八角 １１ 层， 内部 双层套筒， 梯级设于塔心。
第 ２８ 卷第 １１ 期 Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．１１
建筑施工
ＢＵ Ｉ ＬＤＩ ＮＧ ＣＯＮＳＴＲ Ｕ ＣＴＩ ＯＮ
编者按： 当今世界， 超高层建筑方兴未艾， 大有“ 欲与天公试比高”之势。为使读者对国内外超高层建筑 有一个系统的了解， 本刊自 １１ 期始， 将连续刊载超高层建筑的起源、发展（ 包括设计、施工和材料的革新） 及 未来趋势， 敬请关注。
【 作者简介】胡玉 银（ １９６４－ ） ， 男 ， 工 学 博 士 ， 教 授 级 高 工 ， 上 海 建 工集团 技 术 中 心 主 任 。 联 系 地 址 ： 上 海 市 武 夷 路 １５０ 号（ ２０００５０） ， 电 话：（ ０２１） ６２１３０５２６， Ｅｍａｉｌ：ｈｕｙｕｙｉｎ＠ｓｃｇｔｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
２００６ 年 １１ 月出版
图 ５ 埃及金字塔
图 ６ 意大利比萨斜塔
谈及外国古代高层建筑， 就不能不说到意大利。意大利 著名的古代文化遗产， 被认为是世界建筑史上的奇迹。意大 利的古代高层建筑也是举世闻名的， 其中最为著名的是比萨 斜塔（ 图 ６） 。它是意大利中部比萨城内一组古建筑群的组成 部分， 属于比萨大教堂 的 一 座钟 楼 ， １１７４ 年 动工 ， １３５０ 年 完 成。为 ８ 层圆柱形建筑， 塔高 ５４．５ ｍ， 全部采用大理石构造， 重达 １．４２ 万 ｔ 。其造型古拙而又秀巧， 为罗马建筑的范本。但 由于基础处理不慎， 建造过程中塔楼即发生倾斜， 建成之时， 塔 顶 中 心点 偏 离 垂 直 中 心 线 ２．１ ｍ， 后 来 塔 身 还 一 直 缓 慢 地 向 外 倾 斜 ， 故 称“ 斜 塔 ”。 比 萨 斜 塔“ 巍 巍 峨 峨 ”， 历 数 世 而 不 倒， 堪称神奇。
意大利还拥有以高塔众多而闻名于世的古镇 － 圣吉米 亚诺（ Ｓａｎ Ｇｉ ｍｉ ｇｎａｎｏ（ 图 ７） ） 。圣吉米亚诺位于意大利佛罗伦 萨， 最初作为农场镇， 后来发展成为商业贸易镇。高塔首先是 为了满足防卫需要而建造， 当地人们为了保护生命财产而就 地取材建造高塔， 但后来演化为权力的象征。贵族统治者为 了显示至高无上的权力， 纷纷建造高塔。在公元十四世纪就 修建了 ７２ 座高塔， 其中 １３ 座迄今仍然完好无 损 。这 些高 塔 采用石材砌筑， 最高的达到 ５２ ｍ。
２ 现代高层建筑的起源
一言以蔽之， 最终催生高层建筑迅速发展的还是社会需 求， 社会需求是高层建筑产生、发展最强大的动力。如果说人 类早 期 发展 高 大 建筑 纯 粹 出于 宗 教 欲望 ， 那 么 到 １９ 世 纪 ８０ 年代， 社会发展迫切需要建造高层建筑。随着经济发展， 城市 化程度的提高， 在美国芝加哥和纽约， 城市人口急剧增加， 土 地供应紧张， 价格上扬， 促使人们向高空发展， 拓展生存空 间， 在极为有限的土地上建造更大面积的建筑， 这是高层建 筑 及 超 高 层 建 筑 产 生 和 发 展 的 源 动 力 。现 代 高 层 建 筑 的 产 生 也有赖于科学技术的进步和飞跃。为了实现美好理想， 满足 社会发展需要， 工程技术人员进行了艰苦努力， 为现代高层 建筑的产生和发展提供了有力的科技支撑。
我国古代劳动人民在高层建筑建造方面表现出了高超 的智慧。早在 ６ 世纪， 中国就开始修建多层塔， 如河南嵩岳寺 塔 ， １５ 层 ， 高 达 ４０ ｍ， 建 于 公 元 ５２３ 年 ； 陕 西 西 安 大 雁 塔（图 １）， 初建于公元 ６５２ 年， 公元 ７０４ 年重修， 为 １０ 层， 高 ６０ ｍ。
【 收稿日期】２００６－ ０９－ ２０
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图 １ 陕西西安大雁塔
图 ２ 河北定县开元寺塔
高塔已经经受了近千年塞北风雪的袭击、七次 强烈 地 震 和二 百多发炮弹的轰击， 至今依然安然无恙， 成为中华民族的骄 傲。对照现代建筑技术， 稍加分析就可以发现力学知识在中 国 古 代 建 筑 营 造 中 的 应 用 已 经 达 到 了 很 高 的 水 平 。应 县 木 塔 横梁与柱之间完全采用斗拱连接， 全塔有五十多种不同形式 的斗拱。斗拱连接既能使支点接触面增大， 减小挤压应力， 又 能使木梁的跨度减小， 从而降低弯曲应力。斗拱还是一种柔 性连接节点， 在受到巨大外力作用时， 构件间可以产生一定 错动， 当外力解除时又能恢复原状。这正与现代地震工程学 者为改善房屋抗震性能而提出的种种设想不谋而合。另外， 应县木塔采用了桁架为基本单元所组成的筒体结构体系， 这 既扩大了中部空间， 便于放置佛像， 也提高了抗水平荷载作 用的能力， 使塔身更坚固。这种结构体系是高层建筑中抗震 性能最好的结构体系之一， 已经在现代高层建筑中得到广泛 应用。应县木塔以其科学、合理的结构体系， 经受住了风雨和 时 间 的 考 验 。这 座 经 历 了 千 年 沧 桑 的 古 代 建 筑 是 我 国 古 代 木 结构建筑体系的典范 ， 是中华民族聪明、才智的最好证明。
《 建筑施工》第 ２８ 卷
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１１／２００６ 图 ３ 山西应县木塔
胡玉银： 超高层建筑的起源、发展与未来（ 一）
第 １１ 期
图 ４ 西藏布达拉宫
是建筑史上的奇迹。 金字塔是古代埃及劳动人民智慧的结晶， 是古代人类文
明 的 象 征 。如 果 说 关 于 金 字 塔 大 胆 而 奇 妙 的 设 计 的 传 说 还 能 为现代人所接受的话， 那么它的如此巨大规模的建造过程就 令人难以想象了。胡夫金字塔是用上百万块巨石垒起来的， 每块石头平均有 ２ ０００ 多 ｋｇ 重， 最大的有 １００ 多 ｔ 重。这些 巨石是从尼罗河东岸开采出来， 既无吊车装卸， 也无轮车运 送。时至今日， 人们仍然没有找到金字塔建造过程的完满答 案。人们怎能不佩服埃及人民的伟大力量和智慧！
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１ 高层建筑的起源
超高层建筑隶属于高层建筑范畴， 追溯超高层建筑的起 源不能不涉及高层建筑。高层建筑的出现是人类美好愿望、 社 会 需 求 、科 技 进 步 和 经 济 发 展 的 完 美 结 合 。 １．１ 古代高层建筑
尽管高层建筑是现代文明的成果， 但是人类追求更高、 更远的美好愿望早已有之， 追求更高是人类的天性和宗教情 结 使 然 。高 大 雄 伟 历 来 是 权 力 、地 位 的 象 征 。高 大 建 筑 也 从 来 都是神圣的 ， 人们一直希望通过高大的庙宇、教堂、高 塔 来 架 起通往天堂（ 神、上帝） 的桥梁。 １．１．１ 我国古代高层建筑