【正文】 Houston) for the unit price of a traditional shear wall structure of only 35 stories. Systems bining both concrete and steel have also been developed, an example of which is the posite system developed by Skidmore, Owings amp。 摩天大樓的出現(xiàn)應(yīng)歸功于 19 世紀(jì)的兩個新發(fā)明：鋼結(jié)構(gòu)建筑和載人電梯。艾菲爾鐵塔高 300 米，是當(dāng)時人類建造的最高建筑物，直到 40 年后才由美國的摩天大樓超過其高度。因?yàn)樗鑹w的厚度很大，承重墻結(jié)構(gòu)限制了建筑物的高度；例如，建于 1880 年的芝加哥 16 層高的 Monadnock Building，在較低的樓層墻體厚度已達(dá)到 米。磚石一直是“幕墻”的主要材料，直到 1930 年輕金屬和玻璃幕墻的問世為止。芝加哥的 Marina Towers（ 1962）是美國最高的混凝土建筑；它的高度是 588 英尺即 179 米，不久以后它將超出 198 米高的倫敦郵政塔和其它的塔。這種趨勢發(fā)展的原因是建筑物的墻像一個管道可以有利地抵抗風(fēng)的強(qiáng)烈作用；世貿(mào)大樓是另一個管道法的例子。墻被用來覆蓋結(jié)構(gòu)和起支撐作用，它是由多樣化的建筑材料組成：磚、現(xiàn)澆混凝土、石頭、不透明的玻璃、塑料、鋼材和鋁材。在混凝土結(jié)構(gòu)中，樓地面或者是混凝土梁上的混凝土樓板或者是一系列緊密分布于混凝土梁在方向上端的薄混凝土樓板，在它的下面抹一層抹面。辦公大樓中常使用波紋鋼地板，這是因?yàn)椴y鋼地板的波紋當(dāng)由另一塊金屬板蓋上時，可以形成電話線和電線管道。因?yàn)樵S多建筑是密封的，窗戶不能被打開，因而由機(jī)械系統(tǒng)提供了通風(fēng)設(shè)備和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。 我們曾嘗試性地把機(jī)械、電力系 統(tǒng)加入建筑物的建筑風(fēng)格中去，讓他們裸露在結(jié)構(gòu)的外部；例如美國保險公司大樓 in Des Morines ,衣阿華，管道和樓地面的結(jié)構(gòu)層有組織的、優(yōu)美的懸掛在天花板上。土層很少有一個單一的性質(zhì)；他們通常是厚度變化的混合狀態(tài)土層。所有地表以下的土都處于受壓狀態(tài)，說得更精確些，這些土承受與作用在其上的土柱重量相等的壓力。建筑物的重量可能會使土產(chǎn)生流動；也就是說，經(jīng)常會發(fā)生土被擠出。因?yàn)轭愃频臓顩r可能發(fā)生在建造時也可能是建造后，因此小心處理建筑物下的土層是極其重要的。假設(shè)表面土層不能夠支撐建筑物的重量，木結(jié)構(gòu)建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑、或者混凝土建筑應(yīng)建造在堅(jiān)硬土層上。在 20 世紀(jì)，一種科學(xué)的地基設(shè)計(jì)方法已經(jīng)發(fā)展起來了。 盡管大體上在建筑物的建造工藝上取得許多進(jìn)步，但是在超高層建筑物的設(shè)計(jì)和建造上仍取得了驚人的成就。 巨大的高度需要增加柱和梁的尺寸來使建筑物更加堅(jiān)固，為的是在風(fēng)荷載作用下不致于使其傾斜度超過限值。 在一個鋼結(jié)構(gòu)中，例如，根據(jù)建筑物每平方米的樓層面積的總的平均用量表明其經(jīng)濟(jì)性。 7 框筒結(jié)構(gòu) 另一種體系是鋼筋混凝土外框筒結(jié)構(gòu)的辦公大樓結(jié)合傳統(tǒng)的 剪力墻建筑。Merrill,外部的混凝土框筒結(jié)構(gòu)緊密地包住內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)，因此，它結(jié)合了鋼混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)。這就是有名的筒中筒體系，使用這種體系建造設(shè)計(jì)的建筑物可能是目前世界上最高的輕質(zhì)混凝土大樓（ 52 層的休斯敦的貝殼廣場大廈）僅 35 層的傳統(tǒng)簡力墻結(jié)構(gòu)。上邊界和下邊界之間的間距表示一般的梁 — 柱框架的重量。另外，過度的擺動可能會給建筑物中的居住者帶來不安和恐懼，因?yàn)闀顾麄冇幸苿拥母杏X。鋼筋混凝土和薄殼筒體體系已成為許多住宅和商業(yè)建筑以節(jié)儉和竟?fàn)帪槟康牡慕Y(jié)構(gòu)。過去典型的地基破壞的例子 —— 比薩斜塔現(xiàn)在變得幾乎不存在了。然而設(shè)計(jì)的過程是從屋頂開始到基礎(chǔ)。如果表面土層下的土為堅(jiān)硬土層，最簡單的辦法是采用混凝土基礎(chǔ)。不均勻沉降例如比薩斜塔，損壞的結(jié)果是建筑物發(fā)生傾斜，墻和隔墻可能出現(xiàn)裂縫，窗戶和門可能產(chǎn)生變形，或者甚至建筑可能倒塌。土的彈性常隨時間而改變，更精確地說，土層的變形在恒載作用下隨著時間的增長而不斷地改變。通常，較大分子的土支撐的荷載要大。 6 土地和地基 所有的建筑物都是靠土層支撐在地面上的，因而土的特性成為建筑設(shè)計(jì)時極其重要的考慮因素。通風(fēng)管和控制照明設(shè)備單元由懸掛在上面樓層結(jié)構(gòu)下面的天花板遮住了。這些輔助空間可能占摩天大樓總建筑面積的 25%。在一棟公寓大樓中，例如，墻和柱隔開 米到 米，最常見的結(jié)構(gòu)是無梁實(shí)心混凝土樓蓋。 4 樓地面 一幢建筑的樓地面結(jié)構(gòu)取決于它所使用的基本結(jié)構(gòu)框架。 3 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 一個建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)由透明的窗戶和不透明的墻組成。在紐約，由 Eero Saarinen 于1962 年設(shè)計(jì)的哥倫比亞廣播公司大樓，四周的墻由 米寬的混凝土柱構(gòu)成，柱與柱的中心間距為 3 米。 直到第二次世界大戰(zhàn)為止，所有的高層建筑都是由鋼骨架建造的。在 1889 年，框架結(jié)構(gòu)首次由鋼梁和鋼柱構(gòu)成。 1889 年，艾菲爾在艾菲爾鐵塔上安裝了第一部大型液壓電梯，它每小時可以運(yùn)送 2350 位乘客到達(dá)塔頂。古斯塔?艾菲爾（ 1832~1923）首次介紹鋼結(jié)構(gòu)建筑是在法國。在建筑物內(nèi)部還有機(jī)械和電氣系統(tǒng)，例如電梯、供暖和冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。 Merrill in which an exterior closely spaced framed tube in concrete envelops an interior steel framing, thereby bining the advantages of both reinforced concrete and structural steel systems. The story One Shell Square Building in New Orleans is based on this system. 建筑的組成部分 1 摘要 材料和結(jié)構(gòu)類型是 構(gòu)成建筑物各方面的組成部分，包括承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樓地面和隔墻。鋼材作為結(jié)構(gòu)材料是從 1855 年貝色麥煉鋼法被首次介紹后開始應(yīng)用的。 第一部電梯是 1857 年 Elisha Otis 給紐約的一家百貨公司所安裝的。 1883 年， Willian Le Baron Jenney（ 1832~1907）用類似鳥籠形狀的鐵柱來支撐樓層。自從鋼骨架首次推出，建筑物的高度一直在迅速增加。 在關(guān)于摩天大樓建筑中的承重墻的使用在看法上有了改變。相比之下，堅(jiān)固的 框架或垂直支撐通常提供建筑的橫向穩(wěn)定。木頭是過去建造房屋的主要材料；因?yàn)樗字?，因而不常用于商業(yè)的、工業(yè)的和公共建筑。樓層的種類取決于支撐柱之間的距離或者墻和空間的功能性。 5 機(jī)械電力系統(tǒng) 一個現(xiàn)代建筑不僅包括必要使用空間而且也包括機(jī)械、電力系統(tǒng) 等的輔助空間，以便營造一個舒適的生活環(huán)境。新鮮空氣從中央換氣室由空氣調(diào)節(jié)器用管道輸入。這類型的方法使得建筑物的花費(fèi)盡可能的減少了并且使結(jié)構(gòu)有了創(chuàng)新，例如在結(jié)構(gòu)間距方面。據(jù)評 定，土層的等級是根據(jù)土分子的大小來劃分，從小到大依次是淤泥、粘土、沙、石子、巖石。許多土顯示出彈性的性質(zhì) —— 他們或被重載壓壞或卸載后又恢復(fù)。 由于土受壓和流動的影響，使建筑物發(fā)生沉降。 土層巨大的變化使得解決地 基問題的辦法多樣化。 建造一幢建筑物一般是從基礎(chǔ)往上到上部結(jié)構(gòu)。美國的 Karl Teraghi 不斷創(chuàng)造研究，使土力學(xué)和土地勘測聯(lián)合起來，讓它盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測地基的活動 狀態(tài)。 早期的高層建筑的發(fā)展是以型鋼結(jié)構(gòu)開始的。反復(fù)地過多地側(cè)向 擺動可能引起隔墻天花板和其它建筑部件的損壞。圖中曲線 A 表示一般性的框架在不受水平荷載的作用下鋼的平均重量。該體系由間距很 8 小的柱子構(gòu)成的外框筒與圍繞中心設(shè)備區(qū)的剛性剪力墻內(nèi)筒組成。