高层建筑一般指8层以上的房屋结构(有些资料上讲建筑物高度超过28米或层数超过10层的建筑也称为高层建筑)。主要用于住宅、饭店、旅馆、办公楼以及其他公共建筑,也可用于工业建筑。高大建筑物从古至今就一直普遍被人们所关注,它不仅是人类财富和技术实力的表现,是社会物质文明的象征,而且,还代表着人类精神的追求和创造的愿望。所以,从某种意义上讲。我们或许也可以说,人类的建筑历史.就是一部不断追求新的建筑高度的历史。
现代高层建筑起源于美国,其中代表性建筑是1931年建成的纽约帝国大厦(高381米,102层)、1972年建成的纽约世界贸易中心姊妹楼(417米和415米,110层)和1974年建成的芝加哥希尔斯大厦(442米,110层)。
希尔斯大厦是位于美国伊利诺伊州芝加哥的一幢摩天大楼,用作办公楼,SOM建筑设计事务所为当时世界上最大的零售商西尔斯百货公司设计。楼西尔斯大厦远景高442.3米,共地上108层,地下3层,总建筑面积418000平方米,底部平面68.7×68.7米,由9个22.9米见方的正方形组成。希尔斯大厦在1974年落成时曾一度是世界上最高的大楼,超越当时纽约的世界贸易中心,在被马来西亚的“国家石油公司双塔大厦”超过之前,它保持了世界上最高建筑物的纪录25年。根据高楼与都市住宅委员会目前所使用的四分类建筑物高度判断法,虽然希尔斯大厦在“不含塔尖顶层顶板高度”、“最高使用楼层高度”两项上输给了上海环球金融中心,在“含塔尖建筑结构高度”一项上输给了台北101大楼,但加上楼顶天线后总高527.3米的希尔斯大厦仍拥有四类头衔中的“含天线总高”世界纪录,
直至2004年台北101塔建成以前,西尔斯大厦一直保持着“世界最高屋顶”和“世界最高居住层”的桂冠。它由著名的SOM建筑师事务所设计,整个施工工期不到两年半时间,工程于1974年竣工。它的高度为442米(1450英尺),共108层,内部总共有450万平方英尺的办公室和商业空间。在西尔斯大厦开工建设前,大厦的场址被西昆西街一分为二,西尔斯公司为此支付给芝加哥市270万美元实现了街道分割。
大厦结构工程师是1929年出生于达卡的美籍建筑师F·卡恩。他为解决像西尔斯大厦这样的高层建筑的关键性抗风结构问题,提出了束筒结构体系的概念并付诸实践。整幢大厦被当作一个悬挑的束筒空间结构,离地面越远剪力越小,大厦顶部由风压引起的振动也明显减轻。顶部设计风压为305千克力/平方米,设计允许位移(振动时允许产生的振幅)为建筑总高度的1/500,即900毫米,建成后最大风速时实测位移为460毫米。所有的塔楼宽度相同,但高度不一。大厦外面的黑色环带巧妙地遮盖了服务性设施区。大厦采用由钢框架构成的成束筒结构体系,外部用黑铝和镀层玻璃幕墙围护。其外形的特点是逐渐上收的,即1~50层为9个宽度为23.86米的方形筒组成的正方形平面;51~66层截去一对对角方筒单元;67~90层再截去另一对对角方筒单元,形成十字形;91~110层由两个方筒单元直升到顶。这样,既可减小风压,又取得外部造型的变化效果。西尔斯大厦顶部的设计风压为3千帕,容许位移为建筑物高度的1/500,即90厘米,建成后在最大风速下的实测位移为46厘米。
大厦的造型有如9个高低不一的方形空心筒子集束在一起,挺拔利索,简洁稳定。不同方向的立面形态各不相同,突破了一般高层建筑呆板对称的造型手法。这种束筒结构体系是建筑设计与结构创新相结合的成果。
西尔斯大厦用钢材76000吨,即1.62公斤/平方米。每平方米用钢量比采用框架剪力墙结构体系的帝国州大厦降低20%,仅相当于采用5跨框架结构的50%。这种束筒结构体系概念的提出和应用是高层建筑抗风结构设计的明显进展。
大厦内有两个电梯转换厅,分设于第33层和第66层,有五个机械设备层。大厦采用了当时最先进的在房间内和各种管井、管道内普遍装设烟感器、报警器和电子控制的消防中心的消防系统。楼内的自动喷水装置在火警发生时可将水自动喷洒于任何地点。位于大厦不同高度上的屋顶平台在火警时可用于安全疏散。大厦中安装了102部电梯。一组电梯分区段停靠,从底层有高速电梯分别直达第33层和66层,再换乘区段电梯至各层;另一组从底层至顶层每层都可停靠。
西尔斯大厦大厦高443米,是当今世界最高建筑物之一。总建筑面积418000平方米,地上110层,地下3层。底部平面68.7×68.7米,由9个22.9米见方的正方形组成。在这些正方形的范围内都不另设支柱,租用者可按需要分隔。整个大厦平面随层数增加而分段收缩。在51层以上切去两个对角正方形,67层以上切去另外两个对角正方形,91层以上又切去三个正方形,只剩下两个正方形到顶。大厦结构工程师是1929年出生于达卡的美籍建筑师法兹勒汗。他为解决像西尔斯大厦这样的高层建筑的关键性抗风结构问题,提出了束筒结构体系的概念并付诸实践。整幢大厦被当作一个悬挑的束筒空间结构,离地面越远剪力越小,大厦顶部由风压引起的振动也明显减轻。顶部设计风压为305千克力/米2,设计允许位移(振动时允许产生的振幅)为建筑总高度的1/500,即900毫米,建成后最大风速时实测位移为460毫米。大厦的造型有如9个高低不一的方形空心筒子集束在一起,挺拔利索,简洁稳定。不同方向的立面,形态各不相同,突破了一般高层建筑呆板对称的造型手法。这种束筒结构体系是建筑设计与结构创新相结合的成果。
西尔斯大厦有110层,一度是世界上最高的办公楼。每天约的1.65万人到这里上班。在第103层有一个供观光者俯瞰全市用的观望台。它距地面412米,天气晴朗时可以看到美国的4个州。
4.商业建筑
商业建筑是指能满足购物环境的建筑,它往往与银行、邮电交通、文化娱乐、休闲和办公等功能紧密结合在一起,可以是—个大型的单体建筑,也可以由若干建筑及其外部空间构成。
作为城市空间组织的重要因素之一,大型商业建筑特别是由若干商业建筑组成的商业中心.它在城市中所处区位,其结构布局形态、空间特征等对城市布局的影响极大,同时,它所反映出来的文化口味,是人们评价一座城市重要的参照物。因此,它是当代城市规划和建筑设计的重要内容之一。
美国洛杉矶好运饭店是一座著名的商业建筑,洛杉矶好运饭店1977年建成,好运饭店中央塔楼高37层,四角的四座塔楼高30层,有1318个单间客房,150个套间客房,8个餐厅和酒吧间,77家商店。此外,还有舞厅、会议室、露天游泳池等设施,总建筑面积116000平方米。
好运饭店主要特点有三:
首先,五座塔楼全部用青铜色镜面玻璃镶嵌。这种镜面玻璃作楼宇的外墙,能反映出湛湛蓝天,皑皑白云,周围的建筑,以及过往的车辆行人。从楼外向内看,一无所见,由楼内向外看,则可通视无阻。当夜幕降临,灯火齐明时,它又像一座水晶宫。
其次,有一个花园大厅。好运饭店没有一般大饭店那种令人望之却步的大门,它的入口只是开在大面积混凝土墙上的一个“洞”。当你步入“洞口”,则豁然开朗,里面是一个“芳草鲜美、落英缤纷”、陈设华丽、景色宜人的花园大厅。大厅中纤细的圆柱承托着曲折的游廊,廊边柱侧挑出一个个圆形的阳台,这些阳台有的凭临水面,有的凌空高悬,人们坐其中,或小憩或饮茶,享受着建筑师为他们创造的幽美舒适的空间艺术。
最后,好运饭店的电梯不是设在黑暗的电梯井中,而是依墙架设,裸露在外,且是玻璃的透明体。站在大门中可以清楚地看到灯光明亮的电梯似一个灯笼那样冉冉升起,又徐徐下落;电梯中的乘客也可望见大厅中的人流。当电梯穿出屋顶到达室外时,乘客又恍如置身于宇宙飞船中,鸟瞰地面上的万家灯火。
类似好运饭店这种类型的旅馆在美国还有多处,多是由美国著名的建筑师兼地产商波特曼设计的。他主张要在建筑中为人们创造出一个丰富的令人愉快的共享空间,其中要有水,有植物,有幽静美丽的环境,还有运动中的物体——观景电梯和自动扶梯,以使人们能够“人看人”,灯光、色彩也应为这一切服务,等等。在现代旅馆建筑设计中,波特曼是独树一帜的。
5.公共建筑
在建筑类型中,公共娱乐建筑是人们进行社会活动不可缺少的环境和场所,其涵盖的社会内容是最丰富的,所包括的建筑类型有城市公共建筑,文化建筑,办公建筑等。公共娱乐建筑在城市建设中居于比较重要的地位,因而它是一项社会性、艺术性、技术性等综合性很强的设计工作。公共娱乐建筑,主要对象还是一般城市民众,如剧场戏院,体育练身场等。它们的容人量均很大。少则数千人,多则几万人。而中国古代城市中就缺少这类公共建筑,究其原因,恐怕与一定的民主思想和以城市为中心的政体有关吧。
(1)博物馆建筑
旧金山现代艺术博物馆建于1935年,旧址在市政中心的退伍军人大楼內,是美国西岸第一座专门收藏现代艺术的博物馆,1995年搬到苏玛区,新址是一栋由瑞士名建筑师马里奥·波塔所设计的现代化建筑,最突出的特征是一个高38公尺的圆柱形斑马纹大天窗,光线可直接由楼顶照射到底楼,采光良好。它标新立异的外形,不但彰显旧金山的艺术精神,也成为全世界摄影师追逐的目标,这是旧金山市政府斥资6000万美元所盖成的心血结晶。