(文/圖)丁成章 高級工程師
在埃及發現了公元前2500年鐵史前古器物。
公元前21世紀~公元前16世紀(中國夏代),中國開始進入青銅時代,夏代晚期的二里頭文化是目前考古發現中最早的青銅文化。河南堰師二里頭遺址出土了青銅容器、樂器、兵器、工具和飾品,并且發現了鑄造遺址(圖1和圖2)。
公元前1292~1225年(拉美西斯二世),鐵已經在埃及廣泛應用(圖3)。
中國的鐵器時代,始于春秋戰國之際(公元前771年~前221年),到了戰國末年,鐵器逐漸盛行,正式替代了銅,成為大眾生活上最重要的一種金屬。
公元前541年,中國人就已經在黃河上造起了一座能行車馬的浮橋。這便是最早的蒲津橋。這座橋不僅寫下了中國建橋史上難以磨滅的一筆,而且在世界造橋史上,也落下了重重的一筆。這被稱為天下黃河第一橋的蒲津橋,比波斯軍隊架設博斯魯海峽浮橋還早48年,所以說,蒲津橋是人類歷史上建造最早的一座浮橋。
開元九年(公元721—724),唐玄宗降詔新作蒲津橋。把竹纜繩改為鐵纜繩,熔化鐵水鑄造鐵牛作為錨固橋墩。于是,在河的東西兩岸共八尊大鐵牛作為地錨和錨墩。地錨和錨墩上下一體,座上是牛,座下是六根十余米的大鐵柱子斜插地下。最輕的一個鐵牛錨墩重達26噸,最重的一個鐵牛錨墩重達45噸(圖4)。這一巨大的工程用鐵量達290噸之多。以當時唐朝年產鐵千余噸計算,它用去了當時全國年產鐵量的四分之一。
這么巨大的鑄造工程,要一次澆鑄成型,中國古代勞動人民創造性地利用多個爐子加溫解決現場澆鑄的難題。先做好鐵牛鑄模,再用多個主爐子熔化鐵水,然后混流澆注,混流澆注塑中,為了確保熔鐵高溫不冷卻,由多個副爐子不斷地對沿途流鐵水的槽子進行加溫,直通鑄模之中(參見圖5)。蒲津橋不僅在中國,就是在世界建橋歷史上,也是一絕而流芳千古。
黑暗時代,即歐洲中世紀(歐洲史上約為公元476-1000年),歐洲丟失了鋼材制造方法。公元前400年,中國鼓風爐(圖5)實際能力已經達到1530℃。知道使用礦石、木炭和催化劑。有了水力驅動鼓風機。
秦末漢初(公元前190年~前140年),秦始皇為了鞏固政權,采取了“遷富豪”的政策。當時的鋼鐵企業家族——趙國卓家(卓文君的娘家,大文豪司馬相如的老岳父家)被迫從趙國邯鄲(秦時的鋼鐵重鎮)遷到四川邛崍縣(古稱“臨邛”)。臨邛盛產鐵礦,據華陽國志:“臨邛縣古石山,有石礦,大如蒜子,火燒合子,成流支鐵,甚剛。”是成份相當好的鐵礦。
卓家憑借其豐富的采礦、冶煉和鋼鐵制造技術,以及臨邛的自然資源(鐵礦和當地的天然氣,古時稱“火井”)和政府給予的優惠政策,自秦始皇二十七、八年到漢高祖五年這十七八年的時間,又迅速致富起來。
到漢武帝時,一些經濟學家為其設計了一套經濟改革方案,其中最有名的經濟學家是桑弘羊,鐵礦國有化就是它的杰作。至此,臨邛卓家喪失了鋼鐵行業特權,逐漸衰敗。
當時已經勘探查明,全國有二十八個郡分布著鐵礦。鹽鐵國有化之后,依照各郡鋼鐵產量的多寡,每郡設鐵官一至二人,共設鐵官四十八個。從采礦、冶煉,加工到分銷,都有鐵官把持,從而開始了全國范圍的“大煉鋼鐵”。
圖6顯示了利用活塞原理,帶有回、排風風門的木制風箱。這種風箱在中國一直沿用至今。在筆者的記憶中,不但鐵匠爐要用風箱,就是一般家庭燒水做飯,也都離不開風箱。所以每年都要在風箱活塞的周邊重新綁上一些雞毛(相當于現代氣缸的活塞環和活塞密封圈)。在西歐還沒有廣泛使用鐵時,希臘羅馬就知道用鐵箍扣緊連結青銅塊(圖7)。公元前100年,西班牙托萊多就有了高質量的鋼材。
公元967年,中國人在廣州光孝寺建造了7層鐵塔(圖8)。光孝寺坐落在市區的光孝路上,是廣州名勝中歷史最久、古跡最多的地方。寺內大雄寶殿是華南現存最古老、保留了唐朝遺風的珍貴建筑,東、西鐵塔則是中國僅存的最古老、最完整的鐵塔。
公元1061年,中國人在湖北玉泉寺建造了13層鐵塔(圖1-9)。鐵塔本名“佛牙舍利塔”,俗稱“棱金鐵塔”、“千佛塔”,北宋嘉佑六年(公元1061年)鑄造建成,仿木結構樓閣式,
八角十三級,全高16.945米,重26472公斤。鐵塔通體沒有接榫,不加焊接,逐件疊加,自重以固。玉泉鐵塔是我國現存最高、最重、最完整的一座鐵塔,它對研究中國古代冶金鑄造、金屬防腐、營造法式、建筑力學、鑄鐵雕塑藝術和佛教歷史均具有十分重要的價值。
大約從14世紀到16世紀的文藝復興時期,有了鐵鏈和鐵桿。公元1640年美國第一家煉鐵廠開業。馬薩諸塞州索克人使用鑄鐵烹飪罐和熟鐵釘子。
17世紀到18世紀,法國和英國出現了建筑熟鐵。
公元1706年,克里斯多佛·雷恩采用鑄鐵結構建造了普通門廊的住宅。
公元1706年,中國人用鐵鏈建成了瀘定橋(圖10)。橋身由13根鐵鏈錨固在大渡河兩岸而成,長101.67m,寬3m。
在16世紀之前,中國科學技術發展水平遠遠高于西方,但是它的發展是緩慢和連續的,到了后期,甚至趨于飽和與停滯不前(圖11)。英國著名的中國科學史家李約瑟博士曾經發問:“中國古代有著杰出的科學成就,為什么近代科學崛起于西方,而不是中國?”(這就是世界科技發展史上非常著名的李約瑟之迷)盡管現在還難以解開這個迷,但可能的原因之一就是自秦漢開始,在中國形成的官本位制度制約了科技創新。官本位制度最大的毛病就是把選拔聽話或忠誠的“人”(即官員)看得比建立完善的制度還要重要(如果實在沒有把握選拔到聽話或忠誠的“人”,就只好讓被選拔上的“人”按手印,賭咒發誓來自欺欺人,而幾乎所有的貪官都曾經賭過血咒,發過惡誓)。反映到建筑上,就是把單個的構件看得比整個系統還要重要,最多也就是進行一下“墻改”(即墻體改革),而很少會涉及整個建筑體系的改變。
西方科學技術在古希臘時期增進達到相當高的水平,黑暗時代(即歐洲中世紀)出現了非常大的跌蕩,在經歷了文藝復興時期的思想大討論,大解放之后,就一直非常重視法律制度和工作程序的創造和設計。這才在16世紀之后,出現了亙古未有的加速發展現象,整個科學技術的發展勢頭呈現指數曲線上升趨勢,而且這種驚人的加速度一直持續至今。
公元1706年,德·科德穆瓦(Abbe de Cordemoy)編撰了《對各類建筑的新論文集》,對《建筑十書》的作者維特魯威(Vitruvius)正統的觀念展開了挑戰。維特魯威把建筑的屬性歸結為實用、堅固、美觀,即在一座完美的建筑物中,各個不同的部件必須與建筑整體保持一種精確的均衡關系。文藝復興時期的著名藝術家達·芬奇據此畫出了世界建筑史上非常著名的維特魯威人體比例圖(圖12)。德·科德穆瓦則把建筑的屬性歸結為配置、分布、適度三原則。其中前二個原則涉及古典柱式的正確比例和它們的合理分布(圖13),第三個原則提出了適度的概念,300多年前,德·科德穆瓦就已經反對引經據典,以實效和營利為目的,從古典建筑或名著中尋找歷史和文化依據。
18世紀末期,隨著時代的進步,科技的發展,建筑師們開始懷疑維特魯威的經典教義,醫師兼建筑師克勞德·佩勞(Claude Perrault)首先向維特魯威的比例關系學的普遍可行性提出了挑戰,這時候工程結構學與建筑學出現了明顯的分離(公元1747年法國人創建了世界上第一所工程結構學校——巴黎道路橋梁學校)。建筑師們的思想開始從古典教義里得到解放,擺脫了維特魯威的比例關系學的禁錮,人類才真正進入了現代建筑和鋼結構建筑時代。
公元1730年,泡鋼(由熟鐵滲碳而成的鋼),即碳化熟鐵問世。
公元1767年,英國開始大量生產鑄鐵鐵路軌道。
公元1779年,制鐵大師約翰·威金森(Joha Wilkinson)協助阿伯拉罕·達爾比和他的建筑師T.F.普里查德(T. F. Pritchard)設計并建成了世界上最早的鑄鐵橋——英格蘭塞溫河上的科爾布魯克德爾大橋(圖14),橋跨度30m、高度12.2m,用了378噸鑄鐵。至今仍然在使用,接待著來自世界各地的觀光客。作為產業革命以來的鑄鐵技術成果,這座誕生在英格蘭的鑄鐵大橋,被譽為史無前例的大型結構物,自從這座大橋完工之后,不僅在市政工程、建筑領域、就是在工業技術史上也算得上是一座豐碑。該橋是第一次全部采用金屬結構的大型建筑物。
在公元1750年~公元1850年之間,英國鋼鐵產量增長了四倍,到1850年已經達到200萬噸。
公元1831年,在美國首次應用軋制火車導軌(圖15和圖16),鐵軌逐漸采用這種下寬上窄的工字型截面并沿用至今。后來的工字鋼和H型鋼都是在鐵軌基礎上發展起來的。早期的鋼結構建筑都是借用鐵路和鐵路橋梁的技術和材料,早期的結構工程師也都是由鐵路和鐵路橋梁工程師擔當。
公元1850年,首創酸性轉爐煉鋼的英國工程師,貝西默工藝,亨利·貝西默爵士(Sir Henry Bessemer)首次把空氣吹進熔化鐵的容器,燒掉雜質。在此之前,鋼材是稀有和昂貴的。
公元1851年,第一次工業革命在英國結出了豐碩成果,大英帝國處于鼎盛時期,英女王邀請世界各國參加大英帝國舉辦的第一屆世界博覽會。約瑟夫·帕科斯頓(Joseph Paxton)仰仗現代工業技術提供的經濟性、精確性和快速性,第一次完全采用單元部件的連續生產方式,通過裝配式結構的手法來建造大型空間,設計和建造了倫敦世界博覽會會場水晶宮(圖17,圖18,圖19)。只用6個月就建成了長563m、寬124m、最大跨度22m、最高頂棚高度33m;約9萬m2的建筑面積。水晶宮經歷了從設計構思、制作、運輸到最后建造和拆除的全過程,是一個完整的預制建造系統工程。曾經是19世紀前半期的鑄鐵技術總檢閱之一。盡管是馬拉肩扛,卻首創了工廠預制構件,現場裝配的技術模式,是現代建筑(鋼材骨架和玻璃幕墻)的開山之作。1936年,水晶宮毀于員工廁所引起的火災。
1851年(清·咸豐1年),在中國爆發了太平天國運動,中國此后就進入了百年(1851~1949)戰亂。
1854年,日本在美國艦隊艦長佩里(Perry)的幾艘炮艦威逼之下,打開了國門。
1867—1868年,日本進入了明治維新時期,在大清皇帝拒絕“西方蠻夷”的任何東西時,日本天皇(1868年)在主張“破除舊習……求知于世界。日本開始了以“文明與啟蒙”為核心思想的“開智”運動(即西化),并且很快就躋身于世界7強。
公元1868年,平爐方法在歐洲開發出來。
19世紀上半葉,英格蘭和美國出現了產業化建筑物;在美國蘇必利爾地區發現鐵礦后,使得美國在鋼材產品上成為世界領袖。
公元1883年,美國發明家和建筑師,詹尼,威廉·勒巴隆(William LeBaron Jenney)在芝加哥設計了家庭保險公司大廈(圖20)。該大廈是用鑄鐵和鋼材建造的框架結構,它首次采用框架代替承重墻,因而被認為是一次革命,開創了現代高層建筑的歷史,是里程碑式的建筑物。
公元1883~1886年,吉斯通大橋公司建造了鋼骨架結構的自由女神像(圖21)。
公元1884年,工程師埃菲爾(Eifel)設計建造了165m跨度的鐵橋(圖22)。
公元1887年,工程師埃菲爾(Eifel)設計建造了160m跨度的鐵橋(圖23)。
公元1889年,紐約第一個11層鐵骨架建筑物問世。
公元1889年,維克多·康塔明(Victor Contamin)和建筑師C·L·F·杜忒爾特(C.-L.-F.Dutert)為巴黎世界博覽會設計了107m跨度的機械展館(圖24)。機械展館不僅是用來展覽機器,其本身就是一個“展出的機器”。它的內部有沿著高架導軌移動的參觀平臺,參觀者可以乘坐在上面對全部展覽品有一個全面而迅速的視野。巴黎世界博覽會機械展館對現代建筑最大的貢獻就是大部分設計都是根據理論和力學方法決定的。所采用的變截面框架和簡支于地基上的手法完全符合工程學的原理,驗證了英國人托馬斯·楊(Thomas Young)提出的彈性模量理論,創造了鋼材鉸鏈拱空前的大跨度結構空間。
公元1889年,有著豐富的鐵路高架橋設計和建造經驗的工程師埃菲爾(Eifel)與工程師努維依爾(Nouguier)、柯赫林(Koechlin)和建筑師斯特芬·索維斯特(Stephen Sauvestre)共同為巴黎世界博覽會設計了300m高的埃菲爾鐵塔(圖25)。建造的當時,當地的藝術家和文化名流們對它發起了猛烈的反對運動,著名作家莫伯桑說:“鐵塔建成之日,是我離開巴黎之日”,可是鐵塔竣工后卻成了代表巴黎形象的結構物。
公元1892年,聯合大廈,芝加哥。
公元1894年,曼哈頓人壽保險,在紐約的17層建筑物。
公元1895年,大蕭條時期
芝加哥在19世紀晚期開創了鋼材骨架辦公樓,但是真正的摩天大樓是誕生在紐約市。1898年建成的30層公園路大廈(圖26),在高度上不久就被20世紀早期一系列的石材外表、鋼材框架、內部用對角桁架結構拉緊或用鉚接鋼材門式框架增大剛性的高樓超過了。這些建筑物中最具有影響的就是伍爾沃斯大廈(1913年)(圖27)。卡斯·吉爾伯特(Cass Gilbert,1859-1934,美國建筑家,矗立在紐約城的60層的伍爾沃斯大廈就是由他設計的,他極大地促進了摩天大樓建筑的發展)設計,在當時是世界上最高的建筑物,已經超過了尼古拉斯·李·鮑恩(Nicholas Le Brun)設計的50層的大都會人壽保險大廈(1909年)(圖28)和剛剛被它超過的歐內斯特·弗拉格(Ernest Flagg)設計的47層辛格大廈(1907年)(圖29)。
在大蕭條之初,在紐約市的二棟鋼材骨架建筑物就拿走了摩天大樓設計的新高度,確切的說,這二棟大樓就是:威廉·范·艾倫(William Van Allen)設計的克萊斯勒大廈(1929年)(圖30)和什里夫、拉姆和哈默(Shreve,Lamb和Harmon)設計的帝國大廈(1931年)(圖31)。在本章里值得注意的是克萊斯勒大廈的不銹鋼覆蓋的頂部,這是一棟第一次廣泛應用最新發明的鋼材合金建筑物。
批評家已經爭論過這些紐約摩天大樓的建筑學的重要性,并且不管它們豪華的石頭和磚塊的外表如何——在許多情況下使人聯想起中世紀的塔樓和文藝復興的鐘樓——這些建筑物都充分表達出了現代鋼材建筑物的特色。當作為文化圖標時,它們的影響是不容置疑的,一般而言,作為鋼材骨架建筑物的榜樣和現代設計的先驅者,還是要引證19世紀早期薩利,路易斯·亨利(Sullivan,Louis Henry)、路特,約翰·韋爾伯恩(Root,John W)、伯納姆,丹尼爾·哈得孫(Burnham,Daniel Hudson)和詹尼,威廉·勒巴隆(William Le Baron)設計的芝加哥建筑群。
實際上,鋼材是一種在20世紀的所有建筑里都離不開的材料:例如在木材樓層和骨架里的連接器、鋼板、釘子、螺栓和螺釘,隱藏在混凝土砌塊和鋼筋混凝土里的螺紋鋼筋,以及在鋼材門式框架里特有的熱軋寬邊柱子和梁。盡管鋼材作為建筑材料的歷史至少可以追溯到公元前15世紀,并且在19世紀里,鋼材在許多方面已經明顯的潛移默化的完全改變了建筑物的建造過程和外形,在20世紀里,已經非常徹底地探索了鋼材的建筑表達方式。
鋼材所涉及的任何金屬主要都是由鐵組成,盡管現在用起來還存在著非常多的條條框框限制,但19世紀中葉首次出現的中碳鋼還延續使用至今,并且最近還開發出來了高強度、抗腐蝕(“風化”)和不銹的鋼材。在建筑物里,特別是19世紀的建筑物里廣泛使用著鑄件和熟鐵產品,但是在20世紀開始就被熱軋鋼材構件大量取代。基于貝西默(Bessemer,1813-1898,,首創酸性轉爐鋼的英國工程師)、西門子(Siemens)、托馬斯(Thomas)和其它一些人的創新,發揮了鋼材出眾的結構特性,連同日益有效的制造過程一起,使得鋼材在增加產量的同時,戲劇性的減少了鋼材的成本,鋼材終于超越了早期形式的鐵,取得了最后勝利。首先通過19世紀中葉鐵路工業的需求刺激,和稍后大規模建筑物項目戲劇性的增長,再和20世紀里商業和工業的快速發展聯系起來,建筑物與鋼材就變得難解難分了。
伴隨著經濟發展和社會變革所經歷的混合反應。芝加哥建筑師路易斯·沙利文(Louis Sullivan,1856-1924,美國建筑師,他因早期為摩天大樓的鋼材骨架結構的設計和頗有影響的“功能重于外形”的觀點而著名)渴望為垂直的鋼材骨架找到一種精神上的詩情畫意;意大利未來派畫家圣達·伊利亞(Sant’ Elia)在1914年宣稱新時代的鋼鐵橋梁、火車站、汽車和飛機已經和過去的傳統形式有著根本上的突變;俄國構成主義藝術流派創始人之一弗拉達米爾·塔特林(Vladimir Tatlin)在1920年對第三國際提議的螺旋式鋼材紀念碑(圖32),為新技術提供了動力和樂觀的視覺圖像。仍有其他一些藝術家和批評家只看到了20世紀新的鋼材骨架建筑的消極社會結局:黑暗、像街道的峽谷、無個性特征、重復的建筑物面孔;頹廢或危險的工作條件。鋼材不僅僅是最卓越的工業革命材料,在20世紀初,它也是經濟能力和壟斷傲慢的有力符號,充分體現在安德魯·卡內基(Andrew Carnegie,1835-1919,蘇格蘭裔美國工業家和慈善家,靠鋼鐵工業聚積了大量財富)、J.P.摩根(J.P. Morgan)和埃爾伯特·H·加里(Elbert H. Gary,1846-1927,美國律師、實業家,在1898年建立聯邦鋼鐵公司和1901年建立美國鋼鐵工司的過程中處于領導地位)的傳奇故事里。
隨著鋼材建筑的發展,已經浮現出了其它的形式和技術問題:由于渴望直接表達出來(即外露鋼材),正在解決耐火和防腐要求;正在開發標準化、配件預先制造和大規模生產的潛能;正在表達輕盈和高雅的觀念,或荷載和抵抗的構造學;正在表現為機器的翻版(無論是來自工業、運輸還是戰爭),或其它美學趨勢的影響(來自解構主義學派)。
公元1912年,紐約伍爾沃斯大廈(圖33),鋼材框架體系,主體結構31層,高122m,塔樓再升高29層,總計達60層,總高244m。
公元1931年,帝國大廈(圖31),102層;381m,保持世界最高建筑的記錄達41年之久。第一次采用全預制鋼材建造摩天大廈。
帝國大廈是位于美國紐約州紐約市曼哈頓第五大道350號、西33街與西34街之間的一
棟著名摩天大樓,名稱源于紐約州的昵稱──帝國州,故其英文名稱原意為紐約州大廈或者帝國州大廈,惟帝國大廈的翻譯已經約定俗世,及沿用至今。帝國大廈為紐約市以至美國最著名的地標和旅游景點之一,為美國及美洲第4高,世界上第25高的摩天大樓,也是保持世界最高建筑地位最久的摩天大樓(1931-1972年)。樓高381米、103層,于1951年增添的天線高62米,提高其總高度至443米,由Shreeve, Lamb, and Harmon建筑公司設計,為裝飾藝術風格建筑,大樓于1930年動工,于1931年落成,建造過程僅410日,是世界上罕見的建造速度紀錄。
帝國大廈所采用的是鋼筋混凝土筒中筒結構,該結構使得大廈的抗側剛度增大,故即使在每小時130公里的風速下,大樓頂部的最大位移也僅為25.65厘米。
公元1934年,上海國際飯店,82m。
公元1953年,幕墻替代砌塊,匹茲堡美國鋁公司大廈;模壓鋁覆蓋板問世。
公元1954年,紐約杠桿大廈(圖34)。
公元1956~1958年,巴黎CNIT議會中心(圖35),羅伯特·卡麥羅(Robert Camelot)、瓊·馬利(Jean Mally)和伯納德·澤福斯(Bermard Zehrfuss)設計,部分鋼材構件和玻璃幕墻是瓊·普魯維(Jean Prouve)自行設計和生產的。該大廈最著名之處在于它采用了金屬龍骨外墻體系。
公元1960年,預制混凝土獲得流行;紐約泛美航空公司大廈。
公元1968年,約翰·漢考克中心(圖36)。100層,高344m,上有106m高的電視天線,是一幢綜合性高層辦公建筑。其平面為長方形,外形上窄下寬,結構為鋼材結構內筒加上X形支撐的鋼桁架外筒。
公元1973年,建成了110層的紐約世界貿易中心(圖37)。北塔樓高417m,南塔樓高402m,打破了帝國大廈保持41年的世界最高建筑記錄。塔樓平面為正方形,尺寸為63m×63m,結構采用筒中筒體系。內筒由電梯井和輔助用房組成,外筒有鋼材框架組成。該大廈共裝有2萬多個減振器。
世界貿易中心(1973年—2001年9月11日),位于紐約曼哈頓島西南端,西臨哈德遜河,為美國紐約的地標之一。世界貿易中心由兩座并立的塔式摩天樓、4幢7層辦公樓和1幢22層的旅館組成,建于1962—1976年。業主是紐約州和新澤西州的港務局。世界貿易中心曾為世界上最高的雙塔,紐約市的標志性建筑,也曾是世界上最高的建筑物之一。2001年9月11日,在震驚世界的9·11事件中,世界貿易中心兩座主樓在恐怖襲擊中相繼崩塌,2753人隨之而去,這是有史以來最慘烈的恐怖襲擊事故。
世貿大廈中心雙塔采用創新的鋼框架套筒結構體系設計,通過水平樓層桁架將外圍支承結構與中央核心結構連接在一起。這種設計讓建筑物具有非凡的穩定性。除了承擔大樓重量外,外部鋼柱還要經受作用于塔身的風力。這就是說,內部支承結構就只需承擔本身的垂直負重。
公元1974年,建成了110層,445m高的芝加哥西爾斯大廈(圖38)。結構由9個標準方筒組成束筒體系,外形特點是逐級上收。西爾斯大廈的出現標志著現代建筑技術的新發展,他保持世界最高建筑的記錄達23年之久。2000年,筆者曾經從空中俯瞰過該大廈。當天因為大霧,整個芝加哥都在籠罩在云層之下,在空中只能看到升入云層之上,沐浴在陽光中的西爾斯大廈。當我乘地鐵來到西爾斯大廈大堂時,接待小姐告訴我“View is zero”(視野為零),勸我不要等頂觀光。
西爾斯大廈,又譯為韋萊集團大廈,是位于美國伊利諾伊州芝加哥的一幢摩天大樓,曾是北美第一高樓,2013年11月12日被世貿中心一號樓打破記錄。落成時名為西爾斯大廈,2009年,總部在倫敦的保險經紀公司-韋萊集團,同意租用該大樓的很大比例作為辦公樓,同時作為取得合同的一部分條件而取得了該建筑物的命名權。2009年7月16日,10:00,該建筑物官方命名正式改為韋萊集團大廈。西爾斯大廈有110層,一度是世界上最高的辦公樓。每天約的1.65萬人到這里上班。在第103層有一個供觀光者俯瞰全市用的觀望臺。它距地面412米,天氣晴朗時可以看到美國的4個州。
該大廈采用由鋼框架構成束筒結構體系。整幢大廈被當作個懸挑的束筒空間結構離地面越遠剪力越小大廈頂部由風壓引起振動也明顯減輕。這大大增強了大廈的剛度和抗側向力的能力。
公元1976年,美國鋼鐵公司——匹茲堡,水冷管狀鋼材問世。
公元1976年,倫佐·皮阿諾(Renzo Piano)和理查得·羅杰斯(Richard Rogers)設計了巴黎蓬皮杜中心(圖39)。蓬皮杜中心在結構設計上的獨創性獲得了高度評價。其結構輕盈明快,在相距50m的兩側主結構之間架設著巨大的桁架,創造出50m×170m、頂棚高度7m的六層無柱空間。在這里可以舉行各種各樣的活動。無論在感官上或是其它方面,都在公眾中取得了巨大的反響。是先進技術威力的光輝杰作。它代表了一種極端的、體現非確定性和最大靈活性的設計手法,不僅考慮到要在其骨架內部再建造另外一幢“建筑物”,為藝術展覽提供必要的墻壁和外圍,而且為了保證最大程度的靈活性,采用了相距50m跨度的桁架。
公元1987年,中國深圳發展中心大廈,165m。
公元1996年,中國深圳地王商業大廈(圖40),主樓高325m,地上81層,地下3層。公元1999年,中國上海金茂大廈(圖41),420m,地上88層。
公元1998年,馬來西亞吉隆坡建成了當時世界最高的建筑(圖42),452m高的石油雙塔(Petronas Twin Tower)。
吉隆坡雙子塔曾經是世界最高的摩天大樓,但仍是世界最高的雙塔樓,也是世界第五高的大樓。坐落于吉隆坡市區的西北角。吉隆坡雙子塔高452米,共地上88層,由美國建筑設計師西薩·佩里(Cesar Pelli)所設計的大樓表面大量使用了不銹鋼與玻璃等材質。雙峰塔與鄰近的吉隆坡塔同為吉隆坡的知名地標及象征。
雙子塔采用的鋼筋混凝土框架(核心筒)伸臂結構體系,是以鋼筋混凝土結構為主的混合結構,用鋼量7500噸。每個主體結構旁邊的附屬圓形框架結構與主體相連,可增大主體結構的抗側能力。
五、21世紀的鋼材辦公樓
由于百年戰亂,一百五十多年的“西學漸進”主要是發生在傳統制造業,建筑界幾乎毫無建樹。
一直到21世紀,中國建筑界終于等到了鋼結構建筑的“西學漸進”。
公元2004年,中國臺北建成了目前世界最高的建筑(圖43),480m高的臺北101大廈(塔尖達508m)。
2015年,全球共有106座摩天大樓(高逾200米)建成,其中亞洲建成81座,又以中國建成62座的驚人紀錄,連續第八年蟬聯冠軍。美國僅建成2座。
數據來自世界高層建筑與都市人居學會一年一度關于全球高樓的報告。報告總結2015年是“摩天大樓持續猛增”的一年。
是的,世界上從未有過這么多高樓。106打破了2014年創造的99座的歷史記錄,全球高樓總數也有史以來第一次超過1000座。比起十五年前的統計數字,增長了392%。但這只是個開始,CTBUH預測這個數字在今年還會繼續增加,預計會達到110—135座。2015年建成的最高樓是上海中心(圖44)。
不僅摩天大樓數量增加,這些建筑的高度也在飆升。目前,世界上已經有100座超過300米的“超高樓”,其中13座落成于2015年。超高樓拔地而起的速度也前所未有地快,2010-2015年短短五年間就建成50座超高樓,而前50座則花了八十年的時間。
CTBUH甚至覺得有必要設立一個新門類“極高樓(mega-tall)”來形容那些高度超過600米的建筑。一個驚人的例子是目前沙特阿拉伯在建的吉達塔(JeddahTower),按照計劃它將于2020年建成,高度將達到1千米。
值得一提的還有去年12月剛落成的美國紐約派克大道432號大樓,425.5米高,是目前世界上最高的住宅樓(圖45)。它不僅憑高度令人驚訝,還有細長的形狀。這種窄窄的高樓在人口密集的地區更常見,尤其是在那種土地緊缺而人們又追求高端住宅的現代大都市。就地域而言,報告的統計數字相對不那么讓人意外。亞洲以81座高樓占據了總數的七成以上,其中最“厲害”的三個國家是中國(62座),印尼(9座), 阿聯酋(7座);中國遠遠超過世界上其他國家。而在全球新建高樓最多的城市里,印尼的雅加達以7座排在第一,緊隨其后就是中國城市南京、南寧、深圳,都是 5座高樓。
2015年世界上新建成的最高的樓就在中國,632米高的上海中心,它現在已經是世界第二高樓了。
在CTBUH發布這份報告的時候,中國還有300座高樓正在建設中,報告也認為盡管中國的房地產市場從2013年以來增速減緩,但蓋樓的勢頭還在持 續。“長期的前景就相對不那么確定了,”報告稱,“這個國家繼續從增長型經濟轉型為消費型經濟(一種迎合中產階級不斷增長的購買力的經濟),政府出資的大 型建設項目可能開始被放在次要的位置。”2016年幾乎不會有什么意外,大部分高樓和超高樓還將建在亞洲(東亞和中東)。而根據CTBUH的預測,最高的10座樓中有6座建在中國,第一位的是深圳的平安金融中心(圖46),高達599米。