我们祖先的住房以及很多建筑,都是采用很结实的实心的柱子支撑,很牢固,可是很费料,而且运输、加工和建造都要费去更多的工和钱。能不能找出更好的建构材料呢?
科学技术专家从动物肢体和某些植物的茎杆获得了启发——用空心管状结构,既省材料又同样结实。我们都知道,人的腿骨不太粗,中间是空的,可是能够支撑15个成人体重。我们还知道,高高的竹竿,细细的麦秆稻秆以及很多禾本类植物的茎杆,是圆形中空的。如果立着不被压弯,可以支撑很重的重量。大自然造就的物品就是这么奇妙,空管结构是最为优越最为完美的一种。这种结构,能够用最少的材料做出抗力最大的构件来。
我们的住宅可以用圆形中空的构件来建筑,而且建筑越高越大,其收效越好。摩天楼能造那么高,也是靠管筒结构取得的。这种结构体系称作“筒体结构”。摩天大楼的四面外墙组成一个方形简体,工程师们称它为外筒;中部电梯井、管道井等组成封闭式的内部核心井筒,称为内筒。内筒四周的一层层楼板像竹节加固竹筒一样将内筒与外筒连成牢固的整体,这就是摩天楼最常用的筒中筒结构。纽约贸易中心塔楼就是采用筒中简体系建造的。
110层442米高的西尔斯大厦也是采用简体结构,不过不是一个筒体,而是由多个简体组成的,工程师称它为多束筒体结构。坐落在上海人民广场上的上海电信大楼,21层125米高,是国内采用筒中筒结构最早的建筑。