吨度 城市高楼林立的背后：经济效益与土地价格的博弈
wujiai
|随着科技的飞速发展，高楼大厦在各国如雨后春笋般涌现，并逐渐成为一个国家经济是否繁荣的标准。
比如你来到两个地方，一个地方全是低矮的大楼，每一栋都格外精致漂亮；另一个地方全是钢筋铁瓦，高耸入云。面对这两个地方，你觉得哪一个地方更繁华？我相信你一定会一致选择后者。
摩天大楼
为什么城市的楼层都那么高？
因为在经济发达的城市，受经济效益的影响，土地价格越来越高，越靠近市中心或者商业区，土地价格就越贵。
在此基础上，房地产开发商为了实现利润最大化，不断增加楼层高度。楼层越高，买的人越多，租的人越多，赚的钱就越多。而我们的写字楼和住宅楼一般都在20至30层左右，少数写字楼已经达到100层。
楼层越高，土地利用率越高
100 层建筑
其实我国古代就出现过高大的建筑，据古籍记载，商纣王为了讨好苏妲己，修建了摘星塔。这座塔究竟有多高，众说纷纭，但既然能摘到星辰，那一定高到触及云霄。
在当今中国，还真有能“摘星”的百层大厦。
以深圳第一高楼京基100为例，其建筑面积约17.5万平方米，由一座办公楼和一座4.6万平方米的酒店组成，建筑高度441.8米，地上100层，地下4层。
香港环球贸易广场为一幢118层高的大厦，总高度达484米，总建筑面积达万方尺，香港九龙丽思卡尔顿酒店位于环球贸易广场最上面15层，为全球最高的六星级酒店；
中国香港环球贸易广场
上海环球金融中心位于上海陆家嘴金融贸易区，占地面积1.44万平方米，总建筑面积38.16万平方米，建筑高度492米，地上101层，地下3层，2008年被评为“2008年度最佳高层建筑”。
目前世界最高建筑为哈利法塔，原名�**菟�828米，共162层，占地面积约34.4公顷，耗资15亿美元，2004年开始动工，2010年1月4日竣工，改名为哈利法塔。
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一百层高的建筑是怎样建成的？
玩过积木的朋友应该都体会过，搭低矮的积木很简单，但越搭越高，就要越小心，因为积木特别脆弱，一阵风就很容易把它吹倒。
虽然楼层的建造不像积木那样不稳定，但也有一定的相似性。那么，一百层高的大楼是如何建成的，又为何屹立不倒呢？
想要高层建筑不倒，首先要保证地基稳固。不管建什么样的房子，建筑工人都会先挖一个比较大的坑，把楼层的地基打入地下很深的地方，以保证高层建筑的稳固。所以一百层高的建筑需要一个非常稳固的地基，既保证了建筑本身的稳固，又能防止大风吹袭，高层建筑才不会像积木一样脆弱，稍有风吹就倒塌。
楼面基础
而这还只是一步，想要盖起一栋高楼大厦，并且让它稳稳的矗立在那里，还需要一个很重要的东西，那就是承重柱。
承重柱就好比人体里的骨头，是支撑高楼大厦的灵魂，也是高楼大厦能屹立不倒的重要原因之一。除此之外，还有承重墙，也就是支撑上层楼重量的墙体，在建筑结构中非常重要，一旦受损，建筑的抗震性能也会受损。
如此高楼层的建造过程，一般都是通过电梯运送物料，到达工作楼层后再由塔吊吊起。但到了极高的楼层，地面上的塔吊就无法使用了。这时，塔吊就会安装在建筑结构的顶部，能够随着建筑结构一起上升，这样楼层就可以建得越来越高。
正在施工的建筑起重机
上面提到，建100层楼，最关键的就是承重柱，楼体主要由承重柱和构造柱组成，承重柱承担着整层楼的重量和稳定性。
承重柱主要承载压力由混凝土承担，混凝土标号决定承重柱能承受的重量，当标号为C20时，经过计算，标准混凝土试块折算成平方米，也就是/㎡，每平方米能承受的重量约为2000吨，虽然实际承重有些出入，但还是有一定的参考价值。
假设用C60的话，每平方毫米可以承重2.75公斤左右。普通高层建筑底部的承重柱至少一平方米，换算下来就是2750吨。这只是普通的混凝土，没有加钢筋的理论承载值。
混凝土件号及强度等级
按照一般办公楼的框架结构和楼板厚度，通过计算，上例中的承重柱可以建到48层，但现实中出于安全因素不允许这样做，需要一些其他结构来支撑。
混凝土按其密度可分为重混凝土、普通混凝土和轻混凝土。
重混凝土表观密度在/m2以上，主要由重晶石和铁矿石骨料组成，非常密实、沉重。
具体的
轻质混凝土主要分为轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土三大类，大孔混凝土又分为以碎石、软石、重矿渣骨料制成的普通大孔混凝土和以陶粒、碎砖、浮石等骨料制成的轻骨料大孔混凝土。
我们在土木工程中经常使用的是普通混凝土，一般以砂、石子为主要骨料配制而成。
普通混凝土制造
承重柱为何能承受100层楼的重量？
目前我们常见的建筑物结构支撑体系，其力的传递过程是荷载传递到各楼层的楼板，楼板再将力传给梁，梁再将力传给柱，最后传给基础。最底层的梁和楼板只会承受一层的荷载，但越往下，柱子受到的力就越大。
因此可以说，除了底部的地基之外，最重要的承重结构就是承重柱。那么在建造100层高的建筑时，如何确保承重柱能够承受这样的重量呢？
建造房屋时，工人通常使用混凝土作为承重柱。高层建筑也是如此。但是，通常建造的房屋较低，因此较小的混凝土柱足以支撑我们的房屋，这也可以节省成本和空间。
混凝土承重柱
但百层楼所用的承重柱规格与以前明显不同，要大很多，所以承重柱需要加粗，但也不能太大，这样容易导致楼体重量增加，压力增大。
同时，承重柱过大还可能造成内部热量无法散发，出现外冷内热的情况，导致承重柱开裂，从而对房屋安全造成隐患。
如果承重柱只能加粗到一定程度，承重柱的承受力就会受到限制，建筑的高度也会受到限制。但其实混凝土还有另外一个名字，叫钢筋混凝土，就是在混凝土中加入钢筋，增强承重柱的抗拉强度。所以设计师会用更粗的钢筋来加固混凝土里面的钢结构。
钢筋混凝土
很多建筑工地都采用了这种钢筋混凝土的做法，先把钢筋绑成柱子的形状，然后再浇注混凝土。楼层越高，承重柱的截面积就越大，加入的钢筋就越多，楼面的支撑面也就越大，大大提高了承重能力。
同时这种高层建筑一般底部的柱子比较多，越往上走柱子就越少。这是因为高层建筑的主要支撑是底部，底部的柱子越多才能更好的支撑高层的面积和重量。越往上走，压力就越小。为了减少底部的压力，顶部的柱子就很少，刚好够用就行。
添加钢筋之后，我们还需要对混凝土做出相应的调整，其实普通混凝土分为14个等级，在高层建筑中，C30到C60是比较常用的，一般最低承重柱要求的等级要高一些。
混凝土强度等级
当建造100层高的建筑时，自然会采用强度更高的水泥，而且还会加入早强剂、减水剂等，以改善承重柱中混凝土的性能，增加强度稳定性。
一般承重柱结构每平方米可承受重量约1吨，若承重柱间距为8米，则每根承重柱的承重面积为64平方米，加上1.5吨的重量，则每根承重柱可承受的重量为100吨。
经过计算，一百层楼底部的承重柱需要承受约一万吨的重量。它能够支撑一百层楼，但还需要其他计算，比如计算一旦发生台风、地震等自然灾害，这一层能支撑多少层。
承重柱试验
由上可知，楼面的承载力最终要通过承重柱返回到地基，所以底部的土体对于高层建筑的稳定性至关重要。
一般在设计高层建筑时，设计师都会选择地质条件较好的场地，若没有较好的地质条件，则需要采取改良土质的措施，如抽干地下水、在地下打入连续墙、在地下钻孔灌注桩等。
通过这些，可以加固土层，增强土体的强度，并阻挡地下水的影响，防止土层变软而造成地基不稳定。
选择合适的地基土壤
100 层建筑的利与弊
高层建筑一般都位于城市的繁华地段，这样可以节省土地，提高土地利用率，而且视野和采光都比较好。
投资成本巨大，钢筋混凝土的消耗量惊人，再加�**俨愀呗バ枰浔傅牡缣荨⒏哐顾玫龋挂欢霞觳椤⑽ぃ粘９芾矸延貌坏停�
如果楼层太高，电梯虽然方便，但难免会因搭乘的人太多而造成拥堵，尤其是上下班的高峰时段，会导致楼层拥挤，或者遇到停电、维修，上下楼梯变得非常麻烦；
拥挤的电梯
高层建筑内部电线电缆较多，装修中不可避免地会用到一些易燃材料，一旦发生火灾，由于楼层较高，救援难度会增加数倍，再加上消防部门的云梯高度只有100米，可想而知，在100层的巨大高度，消防员灭火的难度之大，火灾也会对周边建筑造成严重影响。
综上所述
人类的智慧真是令人惊叹，若是放在过去，纣王恐怕也忍不住“自愧不如”。古书中摘星塔的真实性，至今仍值得怀疑。不过，如今我们却有了真正能与星辰“比肩”、与飞云共游、俯瞰浩瀚河山的“摘星塔”。
相对于那些高耸入云的建筑，人的身影是渺小的，人的存在更是微不足道，然而这些高耸入云的摩天大楼却是人类一点一滴建造起来的，一步一步拼凑起来的。
高楼
风可以轻易吹倒积木，却无法吹倒百层高楼。基座的钢筋混凝土是人类智慧的产物，承载力巨大，是人类基于计算、实验而打造的“手臂”，正是因为这些吨度，我们才能建起越来越高的大楼。