迪拜、上海、紐約、倫敦、莫斯科：全球的大都市都在設(shè)計和建造更高、更吸引眼球的新的摩天大廈。一些重要都市正在發(fā)出清晰信號，它們將加入到挑戰(zhàn)新高度的競賽行列。城市通過建造世界最高摩天大廈提升聲譽(yù)，但是建造摩天大廈還有另外的重要原因。隨著越來越多的人口遷移到城市，利用有限的建筑空間建造摩天大廈對于都市生活發(fā)展將顯得至關(guān)重要。鋼鐵作為關(guān)鍵的建筑材料將不可避免地在未來城市化進(jìn)程中扮演重要角色。

鋼鐵和摩天樓簡史：摩天大樓的故事可以追溯到19世紀(jì)下半葉，當(dāng)時鋼材成為了世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的基石之一。由于貝塞麥（Bessemer）工藝的發(fā)明，鋼鐵才能以具有競爭力的價格大量供應(yīng)，并且很快在建筑中取代了鐵。鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土使建筑幕墻建成為了可能，因此第一棟摩天大樓應(yīng)運(yùn)而生。幕墻是建筑學(xué)中的一個術(shù)語，它用來裝點(diǎn)建筑的外立面。它通常由輕質(zhì)材料制成，并由承重框架結(jié)構(gòu)支撐，通常由結(jié)構(gòu)鋼和鋼筋混凝土制成。
鋼材的使用促進(jìn)了摩天大廈的發(fā)展演變，使它們能夠創(chuàng)造新的高度。1895年建在芝加哥的10層高家庭保險大樓是第一棟由立柱和橫梁組成的骨架支撐的高樓，它的高度達(dá)到了42米。當(dāng)摩天大樓建得越來越高的時候，建筑師和工程師們面臨著一個新的“敵人”：風(fēng)。他們不得不嘗試使用新的風(fēng)格和建筑方法，以建造更高和更具創(chuàng)意的結(jié)構(gòu)。

美國芝加哥10層高家庭保險大樓

建于1913年242米高的伍爾沃斯大廈，是當(dāng)今美國紐約一座漂亮的地標(biāo)性歷史建筑，它第一個將所有真正摩天大樓的組成部分融為一體，成為當(dāng)時世界上最高的摩天大樓。由密集的鋼梁和混凝土組成的龐大基礎(chǔ)擔(dān)當(dāng)著支撐建筑物鋼結(jié)構(gòu)的任務(wù)，以抵御預(yù)計產(chǎn)生的風(fēng)力。創(chuàng)新的高速電梯提供60層運(yùn)送服務(wù)。 

美國紐約伍爾沃斯大廈

1931年，美國紐約帝國大廈高度達(dá)到了281米。在42年里它一直保持著世界最高樓的記錄。

美國紐約帝國大廈 

芝加哥的威利斯大廈（原西爾斯塔）從1973年到1998年一直是西半球最高的建筑。到2000年，世界上只有六個其他建筑物超過其高度。威利斯大廈采用管鋼結(jié)構(gòu)，其設(shè)計概念來自于一名孟加拉裔美國人結(jié)構(gòu)工程師Fazlur Khan以及世界著名建筑設(shè)計公司斯基德莫爾，奧因斯和美林（ SOM ）的建筑師。
從20世紀(jì)60年代以后，在大多數(shù)40層以上的建筑中，管狀鋼的設(shè)計取代了傳統(tǒng)的鋼框架。管狀鋼系統(tǒng)通過使用建筑物的全部外壁周邊結(jié)構(gòu)以模擬薄壁管，使高層建筑設(shè)計產(chǎn)生了革命性變化。除了為建筑師提供更大的創(chuàng)造自由，管狀設(shè)計還可使用更少的鋼材和提供更好的側(cè)向荷載阻力，如風(fēng)力、地震力等。

鋼材催生新高度
過去十年，特別是在中國和中東地區(qū)的大城市天際線，可以看到摩天大樓的數(shù)量以空前的速度在增長。矗立在迪拜的哈利法塔今天獲得了世界最高摩天大樓的稱號，但隨著新的建筑完工，世界最高樓的競爭一直在上演著。
 目前，世界上四個地區(qū)：中東、北美、亞洲和歐洲的最高摩天樓有：海灣城市迪拜的哈利法塔以829.8米的高度直聳云天，它是世界上最高的人造結(jié)構(gòu)物。

由斯基德莫爾奧因斯美林和（SOM ）設(shè)計的迪拜哈利法塔采用束筒設(shè)計以及鋼與混凝土的復(fù)合，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的高度。束筒體系是使用一些互相連接的鋼管框架的系統(tǒng)?？偣残枰?9,000噸鋼筋用于結(jié)構(gòu)，15500平方米壓花不銹鋼用于裝飾。由于束筒體系的使用，該設(shè)計使用的鋼材量比例是帝國大廈的一半。迪拜哈利法塔融合了居住空間，商務(wù)套房，零售空間和阿瑪尼酒店等多種用途。
在沙特阿拉伯，計劃于2018年建成，目前正在建設(shè)中的國王大廈是迄今為止最雄心勃勃的項目，它無疑將以1公里的驚人高度在世界最高摩天大樓的排名中奪得標(biāo)桿地位。在此結(jié)構(gòu)中將使用約80,000噸鋼材。

 

中東阿聯(lián)酋迪拜的哈利法塔

上海中心大廈位于上海浦東陸家嘴金融中心，高度632米，128層，建筑面積380,000m2，計劃2015年完工。繼2013年8月3日封頂之后，上海中心大廈成為中國最高，世界第二的大樓，僅次于迪拜的哈利法塔。
由金斯勒公司設(shè)計、中國國企聯(lián)合體擁有的上海中心大廈是在浦東地區(qū)的三棟相鄰超高層建筑群中最高的。金斯勒設(shè)計團(tuán)隊期望三個重要的設(shè)計戰(zhàn)略—不對稱的塔形，錐形的輪廓，圓潤的邊角—使得這棟建筑能夠經(jīng)受臺風(fēng)帶給上海的風(fēng)力。
寶鋼建設(shè)了利用寶鋼鋼鐵廠開展的研究工作，生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼，100mm以上的超厚鋼板，以及其他高端建筑鋼材。當(dāng)上海中心大廈建成后，估計有10萬噸鋼材將被用在支撐幕墻的鋼結(jié)構(gòu)中。

上海中心大廈-亞洲上海

 

由斯基德莫爾奧因斯美林（ SOM ）的建筑師大衛(wèi)·蔡爾茲設(shè)計的 104層高的世界貿(mào)易中心1號樓擁有的417米高和242000平方米的建筑面積。包含塔尖，它的總高度達(dá)到了541米或1776英尺，作為對1776年美國獨(dú)立的獻(xiàn)禮。作為紐約新地標(biāo)，世界貿(mào)易中心一號樓在美國是最高的建筑。
塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計是四周為梁和柱組成的堅固鋼架。位于塔中心的鋼筋混凝土心核心墻系統(tǒng)充當(dāng)主脊并提供重力負(fù)載以及抵抗風(fēng)力和地震力。該建筑采用了先進(jìn)和尖端的生命安全系統(tǒng)，超過了紐約市的建筑規(guī)范要求。
 安賽樂米塔爾鋼鐵廠從盧森堡的安賽樂米塔爾Differdange提供了14,000噸， Histar?等級結(jié)構(gòu)型鋼,并從美國賓西法利亞州的安賽樂米塔爾科茨維爾提供了20至30,000噸的鋼板。通過使用高強(qiáng)度Histar?代替普通鋼，鋼柱的重量減少了32％，梁的重量減少19％。更輕的結(jié)構(gòu)使得溫室氣體少，在施工中碳排放量減少了30 ％。世界貿(mào)易中心一號樓的 70部電梯和九個自動扶梯是由蒂森克虜伯提供的。

世界貿(mào)易中心一號樓-北美紐約

 

72層高的碎片大廈是一棟矗立在倫敦上空的玻璃覆面的金字塔狀高樓。它建成于2012年，高度為245米，建筑面積11萬平方米。本設(shè)計采用了鋼筋和混凝土的智能組合：底樓至40樓采用了鋼結(jié)構(gòu)，41至69樓采用混凝土作為框架材料，之后設(shè)計再恢復(fù)到鋼材。建筑所需的1.2萬噸鋼材是由塔塔鋼鐵英國北林肯郡斯肯索普工廠提供的。

歐洲英國倫敦碎片大廈

聯(lián)邦大廈是莫斯科國際商務(wù)中心正在建造的一棟摩天大樓綜合體，計劃2015年完工。大廈的施工始于2003年，2008年11月，由于世界經(jīng)濟(jì)衰退和缺乏資金，該塔建暫停施工， 2011年9月復(fù)工。該綜合體由建在一個平臺上的兩座塔樓組成。東塔樓或東方塔將是一個97層樓高的結(jié)構(gòu)，并將成為歐洲最高建筑。東方塔使用安賽樂米塔爾Histar?高強(qiáng)度鋼。在施工中，估計需要9500噸鋼材。（來源SBB）

聯(lián)邦大廈 - 歐洲俄羅斯莫斯科

在一個多世紀(jì)以來，鋼鐵為更高和更堅固的耐摩天大樓的建設(shè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，未來幾十年城市化進(jìn)程加快，發(fā)展的步伐不會減緩。

根據(jù)要求提供來源。
攝影：芝加哥，家庭保險大樓（美國國會美國圖書館）;伍爾沃斯大樓（ © iStock \肖恩·帕沃內(nèi)） ;帝國大廈（ © iStock \ maomaotou ） ;哈利

法塔（ ©iStock.com \ boggy22 ） ;上海中心大廈（ © iStock @ Sky_Blue） ;世界貿(mào)易中心一號樓（ ©iStock.com \ JayLazarin ） ;碎片大廈（ ©iStock \ mbbirdy ）聯(lián)邦大廈（維基百科\創(chuàng)新科技共同許可）。

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