摩天大楼
亲爱的小读者们，当我们看到“城市”这个字眼时，脑海中就会马上浮现出一派楼房高、车速急、人群挤的繁华场面，但是说到“摩天大楼”可就不那么熟悉了。那么，接下来就让我们带着这个问题一起去看一看这种现代社会的辉煌建筑吧。
高耸入云的摩天大楼，是某种典范的象征，是某种实力的显示，是某种艺术的展露，是某种意识的隐喻，是某个城市发展的标志，是高新科技时代特征的表现，是人类文明向高空延伸的载体，是人们向长空冲刺的辉煌历程的记录。
用石破天惊的科技成就、足智多谋的创新策略和不屈不挠的果敢勇气铸就的摩天大楼，或许已超越了自身的实用价值，具有了某种不可忽视的精神意义。
20世纪是世界摩天大楼大发展的时期，但更辉煌的摩天大楼属于未来。
说了这么多，到底什么是摩天大楼呢？
摩天大楼，其专业名词为高层建筑。“摩天”一词有迫近天空，几乎与天空相摩擦的意思。著名诗人陆游曾写下了“三万里河东入海，五千仞岳上摩天”的不朽诗句，这里的“摩天”表示极高之意。英语中用skyscraper表示摩天大楼。sky的意思为天空，scraper的意思为刮擦器，两者合在一起，表示与天空相摩擦的意思。汉语中的摩天大楼与英语中的skyscraper恰有异曲同工之妙，真是“心有灵犀一点通”。
那么，到底是什么原因才托起了摩天大楼的飞速发展呢？请小读者们继续往下看。
历史上曾经出现过超过百米的高塔，但这些或许仅是标志物、装饰物和象征物而已。真正具有实用意义的摩天大楼是在科技和经济的高度发展后才诞生的。
首先，随着工业企业在19世纪末的飞速发展，人们对行政管理办公楼的需求不断增长。企业巨头们希望在城市里特别是靠近交易所的地点办公，使他们的股票能较容易地进行交易，他们还希望具有较大的办公空间。京都市政大厦其次，许多公司发现与其他相关公司靠得近一些有不少好处，尤其是希望能与其他相关公司处在同一幢大厦中办公。比如石油公司和铁路公司在同一幢大厦内将更有利于石油的运输。
此外，许多公司的总部想通过他们办公楼的建筑外形来展示他们与众不同的特征。比如，美国弗兰克·伍尔沃思公司就希望自己公司的办公楼伍尔沃思大厦看上去像伦敦议会大楼的维多利亚塔。而美国城市人寿保险公司则希望自己的办公楼看上去像威尼斯的钟楼。许多公司还希望他们的办公大厦给人以难忘的印象。
除了以上这些社会和经济因素以外，科技进步也促使了早期摩天大楼的发展。比如，抵抗水平风荷载的钢结构支撑框架和防火技术的革新，完善了早期摩天大楼的结构体系，增强了防火能力。
又比如，升降机的完善，解决了摩天大楼的垂直交通问题。早期的升降机用蒸汽驱动，以后发展为用液压驱动，1902年又出现了无齿轮的用电力牵引的速度为3米／秒的电梯。再比如，施工技术的发展，使摩天大楼的基础有可能坐落于深基岩或硬土层之上。还有，电力系统和照明系统的革新，也有益于摩天大楼的发展。
究竟哪一幢拔地倚天的建筑物是世界上第一幢摩天大楼呢？对这个问题，从不同的角度来衡量，可以有不同的结果。
第一种衡量方法是看哪一幢建筑物首先采用升降机。1870年，在美国纽约建造的7层高的公正大厦是世界上第一幢采用升降机的建筑物，它采用的是两个以蒸汽驱动的升降机。随后采用升降机的建筑物有美国的论坛报大厦和西部联合大厦，它们均为10层，高度超过周围建筑物的两倍。
第二种衡量方法是看哪一幢建筑物首先严格地采用钢结构框架。
1884年至1885年期间，在美国芝加哥建造的家庭保险大厦是世界上第一幢完全采用钢框架支撑的大楼。
第三种衡量方法是从建筑物的使用功能、建筑平面布置、结构和设备等各方面来综合考虑。
研究摩天大楼历史的一些专家认为，1910年至1913年期间，在美国纽约建造的伍尔沃思大厦是真正意义上的世界上第一幢摩天大楼。
它的高度为241米，在1930年前一直是世界最高的大楼。它是世界上第一个采用沉箱技术将基础落于基岩上的大楼，并在钢框架结构中发展了抗风支撑体系。
它采用了高速的直达电梯和区间电梯相结合的系统；它每隔五层设置一个水箱，供水系统远比当时其他建筑物完善。除了这些技术因素之外，从功能而言，它既是伍尔沃思公司的办公楼，又设有商场、健康俱乐部、美容中心和餐厅等。该大厦为20世纪20年代后在美国纽约和芝加哥大量出现的摩天大楼提供了一种模式。
小读者们，你们知道摩天大楼对我们的生活有什么意义吗？请接着往下看。
摩天大楼的耸立给城市增光添彩。摩天大楼改变了城市的用地方式。中国银行在摩天大楼出现前，城市的一块块街区中的最高建筑物一般不过是四五层。摩天大楼在同等的街区中可以创造更多的空间。当人们沿街步行时，看到的不仅是一排排小房子，而且还看到了一幢幢大楼的底座。这是一种很不同的感觉。
摩天大楼也改变了城市的轮廓线、景观、尺度和形象。摩天大楼使城市建筑物的布局点面结合，丰富了建筑物的造型。
摩天大楼也是所在城市的现代化、经济活动和财富的象征。
近两三年来，摩天大楼的数量在亚洲的增加便从一个侧面反映了亚洲经济飞速发展的状况。而近十年来上海摩天大楼的发展也反映了上海是当今世界上最有经济活力的城市之一。
亲爱的小读者们，知道了这些，关于摩天大楼的故事还没有讲完，您有兴趣接着读下去吗？我们继续吧。
摩天大楼，源于北美，兴于亚洲。北美是摩天大楼的发源地，20世纪初以来，一幢高过一幢的摩天大楼出现在北美，其中尤以纽约和芝加哥两地最为集中。
1986年以前，世界上高度排在前十位的摩天大楼都在北美。但在20世纪即将结束时，摩天大楼的霸主地位却被亚洲取代。摩天大楼是所在地区经济成功的最大广告。
近20多年来，亚洲的经济成就令人瞩目，而目前以建成的世界高度排名前十位的摩天大楼更是让人自豪。香港中央广场读到这里，小读者们也许会问：比萨斜塔总共才有8层，当建到第三层时就开始倾斜，而摩天大楼如此之高，为什么不倒塌呢？的确，这是一个值得我们深思的问题。
好了，接着读下去，你就会明白摩天大楼为什么不倒塌。
几百米高的摩天大楼为什么不会倒塌？从力学角度看，一座锚固在地基上的摩天大楼，就像一根嵌入地面的悬臂梁。摩天大楼一般都带有地下室，有的地下室底板直接坐落在基岩上；有的底板下还有桩，通过桩将大楼的重量传至基岩或坚硬的土层上。
因此，摩天大楼地基的强度和变形控制均有可靠保证。
而且摩天大楼的上部也有可靠的强度和刚度来抵抗水平风力或地震力的作用。
因为，在水平力的作用下，大楼还会产生水平侧移或扭转。为了将侧移扭转控制在一定的范围内，提高大楼的抗侧移和抗扭转能力，刚度是关键。摩天大楼结构体系的发展正是从这一思路出发的。
摩天大楼的结构体系经历了撑系框架、抗弯框架、剪刀墙、框架-核心筒、外框筒、外支撑筒体、多筒体、核心筒-伸臂-巨型柱系统等的发展过程。
由于摩天大楼的悬臂特征，因而随着高度的增加，必须相应增加“有效宽度”，有好几条途径可以达到这个目的。
一是加强外框筒结构的刚度，来增加竖向悬臂体的“有效宽度”。
二是采用核心筒-伸臂桁架（梁）-巨型柱来增加竖向悬臂体的“有效宽度”。
三是采用外围斜支撑的筒体，利用其刚度来增加竖向悬臂体的“有效宽度”。
由于采用这些方法，因而摩天大楼虽然高耸云霄，但不会倒塌。
对于高层建筑而言，最重要的设备之一就是要有很完善的防火系统，所以说，摩天大楼扎紧了防火的篱笆。
摩天大楼一旦失火，不言而喻，损失将很惨重。摩天大楼通常设有如下七大防火系统。
一是完整的消防系统，包括水的存储和供应、消防泵、消防立管、喷洒设备、灭火器和与消防部门联系的设备等。
二是良好的烟气处理系统，包括楼梯和前室（从疏散楼梯间、排烟楼梯间和消防电梯间到其他建筑用房之间的过渡空间）的密封加压，烟气遏制，车库通风和电梯井烟气排除等。
三是灵敏的火情探测系统，包括烟探测器、热探测器和手动报警设施等。
四是快速的火灾报警系统，包括火灭报警启动、火警联络、紧急交通、紧急指挥中心和紧急电力动力供应。
五是方便的操作系统，包括手工操作、自动报警、传换开关驱动和控烟操作。
六是畅通的安全撤离系统，包括楼层的安全撤离路线和出口，残疾人撤离方式和紧急出口标志指示等。
七是可靠的防火隔离系统，包括耐火材料和防火分区等。
小读者们，你们知道摩天大楼高度的测量准则是怎样的吗？读下去，你就会明白。
20世纪80年代的辉煌——伦敦劳埃德大厦目前国际上最权威的研究摩天大楼的组织，是设在美国宾夕法尼亚州伯恒的里海大学内的“高层建筑和城市环境协会”。
该组织制订了一个对摩天大楼的高度进行测量和排名的准则。这个准则规定，摩天大楼的高度从主要入口处人行道的标高测量至结构的顶部，这个高度可包括尖顶，但不包括发射天线和旗杆，以下“世界排名前几位的摩天大楼”就是按这个准则测量并排序的。
吉隆坡双塔大厦450米
芝加哥西尔斯大厦442米
上海金茂大厦420米
纽约世界贸易中心417米
深圳地王大厦384米
吉隆坡拉克亚特广场382米
纽约帝国大厦381米
香港中央广场374米
香港中国银行大厦369米
好了，接着让我们看看高层建筑的发展阶段吧。
第一阶段是从19世纪中期到20世纪中期，随着电梯系统的发明与新材料、新技术的应用，城市高层建筑不断出现。
1911～1913年在纽约建造的渥尔华斯大厦，高度已达到52层，241米。1931年在纽约建造了号称102层的帝国大厦，高381米，在20世纪70年代前一直保持着世界最高的纪录。
第二个阶段是在20世纪中叶以后，随着世界经济的繁荣，以及发展了一系列新的结构体系，使高层建筑的建造又出现了新的高潮，并且在世界范围内逐步开始普及，从欧美到亚洲、非洲、大洋洲都有所发展。总的来看，最近30年来，高层建筑发展的特点是：高度不断增加，数量不断增多，造型日益新颖，特别是办公楼、旅馆等公共建筑尤为显著。
高层建筑的造型在早期一般都是采用塔式的形体，既符合结构受力的特性，又有某些传统形式的涵义。到了20世纪50年代以后，高层建筑在建造塔式形体的同时又发展了“板式”的新风格，这样比较符合功能要求和造型简洁的现代审美观，1950年在纽约建成的39层联合国秘书处大厦就是“板式”高层建筑的实例之一。1952年史欧姆建筑事务所在纽约建造的利华大厦，高22层，又开创了全部玻璃幕墙“板式”高层建筑的新手法。到20世纪60年代以后塔形玻璃摩天大楼也应运而生。
到20世纪下半叶，世界上最有代表性的高层建筑实例是纽约的世界贸易中心与芝加哥的西尔斯大厦。
第三个阶段，这一时期高层建筑的数量最多，也最普遍，它们的体形多采用超高层的塔式建筑，层数一般在40层以上，重点强调塔顶部位的高耸尖顶处理，以便成为城市的主要标志。其代表性的例子如香港中国银行大厦（1982年～1989年）、马来西亚吉隆坡的双塔大厦（1995年～1997年）等。中国内地近些年标志性高层建筑的发展也很快，1986年已在深圳建成54层的国贸大厦。1990年建成的北京京广中心主楼高208米，由地下3层，地面51层及9层附属裙楼组成，把办公楼、公寓、豪华饭店有机地结合在一起，它是目前北京最高的建筑。1993年落成的广州国际信托大厦高度达到63层。20世纪90年代中期以后，又陆续建成了一批80层以上的超高层建筑，如1996年深圳建成81层的地王商业大厦，高394米；1996年广州又建成80层的中天广场大厦，高322米；1998年上海建成88层的金茂大厦，高420米，成为中国目前最高建筑，这标志着中国高层建筑已进入了一个发展的新时代。
香港新汇丰银行大厦（1979～1985年）、伦敦劳埃德大厦（1978～1986年）、大阪新梅田空中大厦（1989～1993年）等，这一类建筑艺术虽数量不多，但在世界上的影响却很大。它们主要在建筑内外表现了高科技的时代特点。
小读者们，知道了这些之后，接下来我们着重来看几个具有代表性的高层建筑。
