上海中心大厦高楼建造过程（632米的上海中心大厦）

世界上最高的楼有多高？

关于这个问题，不少人都会产生好奇，根据资料显示，迪拜的哈利法塔是世界上最高的大楼高度达到828米，总共162层，重量超过50万吨。

我国上海的中心大厦，高度632米，有127层，重量高达80万吨，是世界上仅次于迪拜哈利法塔的第二高楼。

上海中心大厦，作为世界第二高楼，对于我国人民来说是一件值得高兴的事，同时也不少人会产生疑问，632米高的大楼，承重柱能承受多少压力？为什么不会被压垮呢？

今天我们就来好好聊一聊关于高楼为什么不被压塌的话题。

01建造高楼的原因

为什么最近几年各个国家都在疯狂建造高楼，这仅仅是为了满足虚荣心吗？答案是否定的，其实是为了满足人们的需求。

近年来随着人类经济和科技的不断发展，现代城市中各种各样的摩天大楼拔地而起，在土地资源越来越匮乏的今天，高楼的建造在不断地增加高度同时也意味着城市地标建筑的不断转移。

再加上人们对城市居住的需求增加，只能建造更多的高楼来保障人们的基本生活质量，只有把楼层建高才能满足日益匮乏的城市土地资源。

02世界第一高楼

我国古代诗人早就写下过“危楼高百尺，手可摘星辰。不敢高声语，恐惊天上人。”这样的诗词。

但是他们也想不到，原本只存在诗词中的浪漫，如今却被一个个实现，人类与星辰的距离也越来越近。

不仅迪拜828米高的哈利法塔实现了诗中的幻想，632米高的上海中心大厦和801米高的麦加皇家钟塔饭店也在实现这一壮举。

迪拜的哈利法塔，总高度达到162层，造价接近15亿美元，现代建筑和古代建筑的区别在于材料的不同，现代建筑的高楼通常是利用混凝土和钢筋来稳定强度，确保高楼耸入云端的同时不会坍塌。

迪拜哈利法塔所使用的混凝土超过了33万立方米，强化钢筋更是使用了6.2万吨以上。

现代建筑在设计上除了保证建筑需求之外，还需要确保功能的迪拜的哈利法，塔看上去只是一座高楼，但是从某种意义上来说，哈利法塔内部有全部的城市设备。

不仅有豪华公寓商场，温泉会所，观景台，甚至连寺庙都在其中，完全可以看成是一座小型城市。

接下来就以上海中心大厦为例分析高楼为何不会压垮？

03地基

俗话说，要做好任何事都要确保基础的稳定，尤其是建筑工程，地基的稳定性直接决定后续的建造，只要保证了地基才能确保后续的安全。

只要受力面积足够，那么能够支撑的高度也就会越来越高，现实中的高楼同样也是如此在高楼建造的过程中，并不是所有混凝土都参加受力。

另外根据上海中心大厦设计结构和施工报告可以看到大厦的上端，可能会受到风力的影响，这就需要在解决地基承重问题后，把如何抵抗结构水平位移考虑清楚。

否则一旦上层结构发生位移或倾斜，不仅对建筑甚至对整个城市来说都是一场灾难。

为了解决这一问题，要把地基的设计原理考虑清楚，当地基受力面积越大时承受，压力也就越小，因此施工团队会选择土地持力最好的土层，让建筑的受力能够达到合适的程度。

04承重

上海中心大厦位于上海浦东地区，本身就处于冲击层地带，土质松软并有大量的黏土，为了能够确保地基能够支撑其整体的重量，设计师们总共使用了980个基桩深度更是达到了282英尺，也就是86米。

根据资料显示，上海中心大厦在建造时，使用的混凝土超过了215万立方英尺，数量如此巨大的混凝土足足造出来一个6米厚的基础底板，确保了每根承重柱能承受1000吨以上的压力。

这时候可能就会有人提出疑问，当承重柱的数量在达到一定程度后，能不能通过调节承重柱的粗细来完成中心大厦的承重任务？

事实上并没有想得这么简单，承重柱，并不是越多和越粗越好，任何建筑在进行施工时都不会去追求承重柱的数量，因为数量再多没有足够的能力，也只是白白浪费。

在粗细方面同样如此，一味地追求承重柱的宽度并不会增加承重柱的支撑力，所以承重柱绝对不是越粗越好，只能说是越合适越好，只有确保承重柱的强度和数量，才能维持高楼的稳定。

设计师们在进行乘除数的计算时会考虑到轴压比，这是目前建筑设计规范中的重要标准，不仅能够完成支撑建筑的基本要求，还能确保支柱本身不会出现变形或偏移。

承重柱中，最重要的就是钢筋和混凝土，但是如果仅仅只有钢筋和混凝土的话，建筑无法达到理想中的高度，我们要进行推算，确保混凝土和钢筋各起强度对建筑物的影响。

尤其是上海中心大厦这种超过100层的建筑，对钢筋和混凝土的强度性质要求会更高。

比如说，为了确保整体的安全稳定，需要承重柱每平方米承受的压力在一吨左右。

像中心大厦这种100多层的高楼，最底部的承重柱要承受10000吨以上的压力。

另外达到一定高度后，承重柱不仅要承受上方的压力，还需要承担来自水平方向的拉力。

因此在修建承重柱时，通常会提前制作好钢筋笼，施工人员通过向钢筋笼中浇筑混凝土，让混凝土自然凝固来确保承重柱的承受能力。

另外，在浇筑承重柱时，最容易遇到的就是混凝土温度不均匀的问题，受温度的影响，混凝土凝固的速度有所区别，很多时候混凝土表面已经凝固在内部，并没有任何凝固的迹象，这种情况下修建出来的承重柱就会有很大的危险。

尤其是上海中心大厦这样的超高层建筑，本身就需要足够的数量，形单影只，同样的如果减少承诺书的数量来增加粗度的话，也并不会有任何好的效果。

那既然这样在确保了承重问题后该怎么做呢？

最简单的思路就是通过材料想办法。

05材料

根据《混凝土结构设计规范》规定，混凝土的强度等级会分为14个等级，分别从C15到C80，等级越高抗压能力也就越强。

以C30混凝土为例，C30的混凝土指的是混凝土承受压力的强度，比如C30混凝土，指的是该强度的混凝土每平方米能够承受3000吨的压力。

通常来说低层建筑会选择C30以下的混凝土等级，在确保质量的同时降低使用成本。

像上海中心大厦这样超高层的建筑必须要使用C30以上等级的混凝土，这样才能确保建筑的安全。

同样由于上海中心大厦高度过高，在浇筑大楼内部混凝土时，会根据楼层进行划分。

比如说37楼以下使用的是C70等级的混凝土，37~83层使用的是C60的混凝土，83层以上使用的则是C50的混凝土。

这些高等级的混凝土使用能够增加承重柱的抗压性和安全性，同时能够确保高层对风力的抵抗。

通过上述手段可以确保高楼的安全等级，但并不意味着能够顺利完工，这时候还需要最重要的步骤，那就是建筑技巧。

这也是上海中心大厦屹立不倒的原因，除去承重柱的承受能力外和61,000立方米的混凝土底座，最重要的原因就是建筑技巧。

上海中心大厦依靠三个互相连接的系统保持直立状态，第一个系统是由27×27的钢筋混凝土芯柱组成，主要用来提供垂直支撑力。

这一部分就像是造船时的龙骨，正因为他的存在才能确保上海中心大厦的坚固。

第二个系统就是由钢筋材料组成的超级柱，超级柱围绕成一个环，环的主要作用是围绕钢筋混凝土芯柱，通过钢制的支架和钢筋混凝土芯柱进行连接。

在这样的条件下，就能确保钢柱能够抵抗来自侧面的压力，确保上海中心大厦屹立不倒。

最后一个系统就是上海中心大厦内部，上海中心大厦每隔14层就会使用两层高的带状桁架用来环绕整座大楼。

在外行人眼中每隔14层就出现的带状桁架，仅仅是为了区分区域的界定，但事实上正是因为这些带状桁架的保护才能确保上海中心大厦的稳定。

通过上述的分析，我们可以知道超高层的建筑，想要建成并且保证屹立不倒所面临的困难，绝非常人能够想象到的。

就目前世界来说，能够建造如此高的建筑的国家，绝对少见。

中国百年来一直都处于落后状态，当美国工业成为世界第一的时候，中国还停留在封建王朝时期，在这样大的差距下，中国人仍然追上了世界各国的脚步，如今甚至成为了世界第一的基建国家，这绝对值得所有中国人感到骄傲和自豪。

参考资料

[1].上海中心大厦的“秘密”[J].课堂内外(小学智慧数学),2021(10):15.

[2]黄子弦.当代超高层绿色建筑设计研究——以上海中心大厦为例[J].城市住宅,2021,28(04):216-217.

[3]夏林,钱大勋,罗武,廖述龙,钱梓楠.上海中心大厦[J].智能建筑电气技术,2020,14(04):9-13.DOI:10.13857/j.cnki.cn11-5589/tu.2020.04.002.

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