来源：中华建筑报  作者：胡晓强 

     超高层建筑有越来越高的趋势，如上海的金茂大厦高420米，广州的新电视塔高度超过600米，大连的国际贸易中心高325米，北京的国贸三期高330米。对于工程师来讲，建造250米以上的超高层建筑是一个很大的挑战。超高层不同于一般高层，施工要充分考虑设计意图，制订合理的优化方案。工程建设需要考虑结构加载部署、施工垂直运输、施工供水供电、消防措施、安全措施、外架的合理安排，以及各专业工程的穿插、信息统筹、预处理机构、新技术新材料的应用、设计施工难点等等。

　　以北京国贸三期工程为例。该工程总建筑面积54万平方米，主塔楼总高330米，地上层数为74层，地下为4层，钢结构截面大、单件重、连接复杂，总用钢量达5万多吨，抗震等级8级，设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见，是目前北京的第一高楼。

　　施工方中建一局集团建设发展有限公司近日透露，美国“9·11”事件发生后，他们对国贸三期设计方案作了相应调整。为了保证建筑物未来的安全性，甲方提出修改设计方案。

　　在经过论证和修改后，该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构，并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对裸露钢结构进行防火处理。这样设计的结果是，大楼能够有效地减少飞行器撞击所带来的损害，提高大楼自身的耐火性能。而按照此前的设计方案，该大楼全部由钢结构组成，一旦遇到同样问题，钢结构会因高温快速熔化，导致主楼快速坍塌。

　　施工方说，国贸三期主塔楼外立面全部采用玻璃，玻璃外片为10毫米厚的钢化低辐射玻璃，内片为8毫米的钢化透明玻璃。中空玻璃可以较好地防止热量的传递，加上低辐射涂层，可以使室外阳光紫外线较少地进入室内，从而节约能源。正因为如此，国贸三期主塔楼窗户都不能开启，而降温取暖均须使用内部空调。

　　值得一提的是，因为主塔楼部分楼层设有宴会厅，未来可能接待元首级人物，因此这些区域的玻璃均为防弹玻璃。与此同时，由于主塔楼外立面全部采用玻璃结构，连接玻璃的材料可以发出不同颜色的光线，夜晚国贸三期主塔楼可以通体发光，但截至目前还未正式展示过。

　　一个常识是，按照设计标准，高于24米的建筑属于高层建筑，高于50米的建筑属于超高层建筑。曾有城市安全部门做过一个试验，让一名身强体壮的消防员从第33层跑到第1层，用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩，所需时间肯定会更长。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，在超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。

　　针对火灾，为了确保人员安全，主塔楼分别在14层、28层、39层、55层和74层设计了5个避难层，避难层四周采用防火材料和加固结构，装有防火隔烟系统。将来大厦投入使用后，避难层非但不能改作他用，不能加锁关闭，而且还可能会放置一些食品和水，并随时更新。

　　钢结构与传统的混凝土结构相比，存在诸多缺点。“9·11”事件后，钢结构的一大致命缺陷即抗高温软化能力差的问题引起人们的普遍关注。钢结构通常在450℃～650℃中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用。一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右，与建筑物耐火极限标准差距很大，也正是这一缺点制约了钢结构的运用和发展。

　　我国钢结构防火主要使用防火涂料、发泡防火漆和外包防火层。对于外露的钢结构构件，如楼梯等多用涂料和漆料，采用10毫米～40毫米厚的涂料，耐火极限可达1.5小时～3小时，而发泡漆的耐火时间一般为0.5小时。对隐藏的构件，珍珠岩防火喷涂或采用防火板是经济有效的方法，30毫米～40毫米厚的喷涂可实现1.5小时的耐火极限，并兼有一定的防腐能力。暴露钢构件一般采用耐腐蚀涂料或油漆防腐，由底漆和面漆组成。目前防腐涂料的有效期为10年～20年，所以要定期重新涂刷。镀锌压型钢板本身具有一定的防腐能力，在用于楼盖时可借助防火涂料解决防腐问题，但用于屋面和外墙面时还要涂有机涂料，增加其年限。

　　依旧以国贸三期工程为例。国贸三期属于超高层建筑，构件有大型化、异型化的特点，致使施工技术和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解决了许多普通超高层钢结构施工中没有出现过的问题，尤其是针对倾斜结构的安装、钢板墙的安装、腰桁架的安装等一系列施工技术，是对我国复杂高层钢结构施工技术的有力补充，同时对国内建筑钢结构行业的持续发展起到了积极作用。

怎样做到防火?超大异性折叠式无机布防火卷帘施工技术的应用达到了国际领先水平，为我国该类卷帘技术的发展作出了突出贡献。这项技术解决了超大异性卷帘传动机构的整体协调及运行等难题，确保了超大卷帘的异性造型，实现了卷帘运行的稳定性和整体联动性。此外，同时研发出的超大防火卷帘联动器，实现了卷帘在高温情况下的直降，解决了该系列卷帘采用多台电机时的熔断联动问题。

　　隔墙施工技术的应用是一个创新。超高层内部装修施工阶段，石膏板轻质隔墙将作为房间主要分隔墙具有良好的防火、防潮及隔音性能，且自重比其他各类材料均较轻，在国内外超高层建筑中应用十分广泛。

　　在国贸三期工程中，采用石膏板隔墙顶部与结构楼板滑动连接，有效地消除了因结构层间位移墙体变形而发生开裂的可能。而在承重部位的墙体采用型钢加固龙骨，增加了墙体承载能力。

 
高层钢结构建筑