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RT，一个最便宜的1km超高层建筑应该如何设计？对于超高层建筑，如果预算充足，只要够粗，所有和刚度/模态相关的问题都很容易不是问题。但对于一个尽可能便宜的超高层建筑，就需要尽可能小的建筑面积才能保证足够便宜，此时刚度/模态就是大问题了。一个过分细长的高楼就像面条一样“柔软”，难以承受横向载荷。

此时应该怎么办呢？三个斜塔互相支撑？还是一个细塔靠钢索斜拉保持稳定？

高层建筑和城市人居委员会(CTBUH)曾经给过一个叫做虚荣高度（Vanity Height)的定义，指代的是摩天大楼的顶峰与最高可用楼层之间的高度差。[1]以帆船酒店为例，顶上的39%是客人无法使用的”虚荣高度“

CTBUH要求超高层结构的虚荣高度低于50%才能被定义为“建筑物”，否则它将被认为是一个通讯塔，没有资格进入排名。因此最便宜的做法就是卡着那50%的限制想办法在700米可用高度的楼上加一根300米高的杆子，但那也太虚荣了……

建筑越高，就越趋向于采用锥形设计。因为这样楼体的重心会相对偏下，对结构和稳定性有好处，其次是通过优化楼体的外形可以有效对抗风力。但问题是这样做锥形塔楼越是往上的楼层可用面积也越小，比如哈利法塔，829米的高度，实际可用最高层大致在585米左右，建筑最上部接近30%的高度基本是为了争夺高楼排名才造出来的。

有一说一，SOM在超高层的设计上是真的很有两把刷子。至少在哈里发塔的轮廓上就下了不少功夫，这种楼体表面能把直吹上去的风转变成湍流，从而帮助塔身保持直立。

塔内部是由剪力墙核心筒通过框架结构延伸出去的三个翼，每两个翼之间呈120度夹角。

如果不打算采用锥形，那就需要在楼顶安装质量阻尼器来对抗风力，台北101大厦高438米，它采用的质量阻尼器是一个重达660吨的球，这样就可以不采用顶层利用率低的锥形设计，从而提高楼层的商业价值和有效使用率。

传统的超高层主要两个做法，一是增加核心筒在楼面中所占的面积使得中央结构足够稳固（比如下图最下面一排的世贸双子楼），二是基于结构柱网缩减上层楼面面积来增加楼体的稳定性（比如下图第三排位于芝加哥的Willis Tower）。对比哈利法塔。台北101，芝加哥威利斯大厦，以及已经毁于911的纽约世贸双子楼。

纽约世贸双子楼的核心筒在平面上就足够显眼，911事件中这栋楼是因为核心筒受损严重才最终轰然倒塌。其实一般来说，不考虑飞机撞击和航空燃油泄露所产生高温的特殊情况，有三个防火防烟的逃生楼梯间以及防火逃生电梯内置在坚固的核心筒里是很稳妥的方案。坏处大家后来也知道了，就是逃生基本只能依赖核心筒，一荣俱荣一损俱损。这是超高层的通病。

威利斯大厦(Willis Tower)的本质是把好几个高度不同的细长条捆在一起，类似生活中见到的筷子筒。同时底盘大头部轻的质量分配与锥形楼体有异曲同工之妙，规矩的平面轮廓能提高顶层楼面的利用率。（可是这货头上还是装了两根天线……）

基于这些相对传统的超高层例子，最近十几年纽约的天际线也是有创新的。

我在之前的一个回答里提到过纽约的“铅笔楼”——432 Park Ave：如何从建筑美学和结构学等角度评价曼哈顿在建的 432 Park Ave 大楼？

1. 大楼采用中央核心筒+外围结构柱形成了两层的稳定结构，两者由拱肩梁连接，上层楼板加厚到18英寸，接近顶层的地方有两个 660 吨对置摆锤调谐质量阻尼器；黄色标注为楼板加厚楼层，深灰色是调谐质量阻尼器所在的楼层开放楼层的结构细节

2. 大楼划分出了五段供气流穿过的开放楼层，每段开放楼层占据两层的高度。由于这些楼层被定义为结构/设备层，所以其面积不被包括在容积率计算中，也变相增加了楼的高度。大楼的五段过风楼层

这栋楼还使用了高性能的建筑材料，按照结构杂志上的说法：[2]超过 70,000 立方码的混凝土和大约 12,500 吨钢筋用于建造上层建筑。结构构件的指定混凝土抗压强度从较低的 38 层的 14,000 psi 到上层的 10,000 psi 不等。混凝土抗压强度的提高有两个目的。首先，减少结构元件的占地面积和整体尺寸，其次，增加刚度。此外，建筑物下部的柱子和剪力墙还需要通过机械连接器拼接的高强度钢筋。公园大道 432 号项目中浇注的所有混凝土都旨在通过将水与胶凝材料的比例降至 0.25 来提高耐久性。此外，为了将混凝土正确放置到每个浇注位置并改善暴露结构元件的光洁度，要求混凝土是可泵送的、自固结的，并且水化热低。这些材料和机械性能导致浇注程序更短、内部温度低、收缩最小、可加工期为两小时，以及在新浇注混凝土浇筑后五小时内即可接触到新浇注的水平表面。为了达到所需的材料性能和外观，在外露的结构元件中使用了白色波特兰水泥，并在内部剪力墙芯中使用了可持续混合物，用火山灰材料替代了高达 70% 的普通波特兰水泥。毫无疑问，成功生产高强度、可泵送的白色混凝土是该项目最艰巨的施工挑战之一。

除了上述两种方法，还可以借鉴我以前写过的一个回答，讲的是赖特从未完成的设想：历史上有哪些只存在于图纸上或设想中，最终无法建造出来的巨大工程？

把时间拨回1956年，89岁的弗兰克·劳埃德·赖特 (Frank Lloyd Wright)在芝加哥谢尔曼酒店展示了他所设计的“世界上最高的摩天大楼”的方案。该楼拥有很多称号，赖特给其取名为“伊利诺伊”（The Illinois），很多人称其为“摩天楼之王”（King of Skyscrapers)，或者“伊利诺伊一英里高塔”（the Illinois Mile-High Tower）。啧啧，瞧这图幅的高度。

该楼高度达到1609米，地面上有528层，合计76部电梯，计划容纳10万人入住，包含15000个停车位。主体材料是钢筋混凝土，地板和悬臂结构使用钢材。[3]手稿和模型赖特有机建筑概念的两个方面是他称之为“韧性”和“连续性”的结构原则，他将这两者应用于悬臂和索支撑结构的背景下，例如细长的建筑物和桥梁。作者 Richard Cleary 报道说，赖特在他 1932 年的著作《自传》中首次使用了“tenuity”一词 ，并在 1957 年的著作《遗嘱》中提供了他最简洁的解释 。“悬臂在其最经济的使用水平上基本上是钢。建筑中的悬臂原理将细度发展为一种全新的人类表达方式，也是一种将所有负载放置在中央支撑上的手段，从而平衡扩展负载与相反扩展负载。”“这第一次为建筑带来了另一个建筑原则——我称之为连续性——一种可以被视为新的、有弹性的、有凝聚力的、稳定的属性。这位富有创造力的建筑师在这里找到了奇妙的设计新灵感。一种新的自由，包括更宽的间距和更细长的支撑。”“因此，建筑是从内向外而不是从外向内进行建造；整个建筑的比例大大提高和减轻现在是经济和自然的，空间扩展和利用比古人梦想的更自由的规划。这是现在称为有机的新建筑的主要特征。”“通过悬臂钢在张力下减轻结构使连续性成为建筑启蒙最有价值的特征。”

下图最左侧是楼的整体剖面，主要展现的就是中央的混凝土核心筒和深深嵌入地下的部分。剖面和立面

下图左侧是底层平面，可以看出这个楼有一个非常夸张的台基，内侧黑色悬臂指向的四边形才是楼体的范围，右边两个是320层和528层的平面图。平面图

这个结构设想其实和一棵树很接近。就是有一个位于塔楼中央的混凝土核心筒作为主干，然后从核心筒伸出四根钢结构悬臂，楼板是架在这些悬臂上的（见下图右侧剖面）：局部立面与剖面

为便于理解，下图是一个双立柱横梁+悬臂结构，赖特设想的“伊利诺伊一英里高塔”就是其中的一组（当然这个图是比较简化的）……

凡是接近1km高度的超高层建筑，它永远面对三个非常现实的难题：如何对抗风力（贵，但是能解决）核心筒的强度和电梯的设计（也很贵，也不是不能解决）面对灾难的逃生方案（不仅贵，而且真出事可能无解）

其中最难的就是面对火灾、地震、或者恐怖袭击的逃生问题。2007年上海在造环球金融中心的时候就曾经发生过火灾。图源新民网：http://news.sina.com.cn/c/2007-08-14/171113662045.shtml

当时新闻报道是这么说的[4]：现场：烧焦物品不断坠落　　昨日下午5时10分，早报记者在现场发现，环球金融中心面对金茂大厦尚未安装玻璃幕墙的一侧，中上段的几十层楼面漫着黑烟。尽管未见明火，但东泰路世纪大道拐角处，不断有烧焦的物品和爆裂的玻璃坠落。早报记者初步数了数约有70多块玻璃已经爆裂。　　早报记者注意到，警方已在东泰路两端拉起警戒线，防止过往车辆和路人靠近。而近20辆各式消防车则停满了整条东泰路，甚至延展到了银城南路上。另外还不断有拉着警报的消防车赶来增援。　　前来附近游玩的学生黄昊目击并用相机记录了事发时的状况。早报记者在黄昊的相机中发现，大火首先从东泰路世纪大道拐角一侧的观光电梯井开始燃烧的，随后火势蔓延迅速，且多个层面的窗口都能看到明火。不一会儿，大楼的顶部就被黑烟笼罩。逃生：有工人爬了90层楼梯脱险　　大楼周围除了围观的市民，还聚集了大批从工地内逃生出来的工人。据一位电气工介绍，事发时，他们正在40多层干活，突然发现一侧的观光电梯井开始冒烟，往下一望还能看到明火，工人们遂急忙逃生。　　“整个大楼一共6部施工电梯，一部电梯挤满大约能乘三四十人，但工地的施工队非常多，现场大约有数千名工人，发现火情后，电梯一时间都挤不上去。”这位工人说，由于大楼大部分已铺好玻璃幕墙，烟很难散去，整个层面漆黑一片，不少等不及电梯的工人都不顾楼高，直接从楼梯跑下逃生。另有一工人表示，因为实在挤不上电梯，自己是从90多层跑下来的。

事后官方给出的解释是还没来得及安装自动喷淋系统，装了以后就安全了，并且强调不会影响施工进度……

然后2016年迪拜哈利法塔边上的一栋超高层起火，扑灭用了四个小时。

其中一位逃生者是这么讲述当时的体验的：“我从来没有经历过这样的事情，那是超现实的。外面的热量如此强烈，令人难以置信。然后是恐慌站。人们开始恐慌，试图下楼并跳过栏杆互相挤压。"“我无法相信它实际发生的速度有多快。你知道吗？实际上没有火警。我听不见火警响起。”当被问及人们的反应时，他说：“问题在于人为错误和恐慌。所有人都开始恐慌了。我不会说我自己没有恐慌。老实说，我非常害怕。热度令人难以置信。尤其是当我失去她[他的伴侣]几分钟但我设法找到她并且我们脱身了。”

迪拜政府表示，有一人因浓烟和急于离开大楼而心脏病发作。1人中度受伤，16人受轻伤。

如果需要依赖地面云梯救援的话，我国目前最高的云梯也就堪堪超过百米。

灭火的极限高度会在这个101米的基础上加上30米的喷射高度，所以救人靠云梯最高也就是30多层了，灭火高度可以到131米。

再看去年的这个问题：如何看待国家发改委要求「不得新建 500 米以上超高层建筑」？

国内现在别说是1km的高楼，就是500m也要受到严格限制，我真心觉得超高层没必要这么高的，各种麻烦……

补充一篇整合了几个相关回答的文章：Simon Zhang：摩天楼简史——超高层建筑的百年风云

另外说一下，和你想的不一样，1km这种高度的楼，没法便宜，够粗也不能解决问题，因为已经超过边际效应极限了，也不适合你说的那种两个支撑的想法

其实第一位大佬已经答的相当完善了，我总结一下并且做点补充好了

1.较大比例的虚荣高度，比如说帆船酒店那种61:39，既符合要求，也符合黄金分割率，于此题来说，618m的实际高度，剩下的都是虚荣高度

2.框架-核心筒结构(核心筒内为高速电梯，顺便最好能符合消防电梯的需求，氪金就完事，较低层可以增设剪力墙)，另外说一下，材料肯定得用型钢与混凝土混合结构了(不能用纯钢结构，钢结构遇高温强度会下降变软)，不过其实我更推荐筒中筒结构，广州国际金融中心就是采用的型钢管斜角网格，管内填混凝土构成外筒，然后内部还有内筒，到顶上虚荣高度的区域，外筒内收，内筒可以取消或者留下一个型钢加强混凝土柱子往上延伸即可，当然单就材料来说，肯定都是要求等级特别高的，多种特种需求的

3.阻尼器，也就是在较高处或顶上增加一个可以自由活动的金属钟摆(大佬的例子是单蹦一个的牛顿摆)，当然一般的高层建筑顺便出于供水方便的考虑，可以整大水池，但是这个楼太高了，单靠水池不行，还得配大质量的金属钟摆(一般不是球而是摆锤，并且都要加液压缓冲器辅助，当然球也有)，两种都得有，而且水箱阻尼器得在很多层多设一些，有这个需求，金属的可以放在顶上，当然最后还可以玩点花的，整个电磁阻尼器，当然，上面说的都是风阻尼器，其实还得在这个建筑的底部四周以及楼内的一些区域，加设减震消能阻尼器加固，针对可能的小型地震的上海中心大厦慧眼电磁阻尼器

水阻尼器兼消防水塔

平衡锤

消能阻尼器

屈曲约束支撑，当然一般是在内部

减震阻尼器的一种

4.尽可能的上小下大的建筑形体，外形气动设计，通风楼层

最后说一些大佬遗漏的东西，首先是全程全系统的bim参与，然后是更精准的测量放线以及构件定位，超高层建造智能化自爬升施工装备集成平台之类的，当然这些我相信大佬只是没提，地勘这个必须得是很优质的地面且不在地震带附近才能满足建设这种极超高层建筑的要求，这些具体细节都先不提，增设一点地基基础工程方面的内容以及二次结构和水暖电通风等的安装方面的内容

首先说地基基础，深基坑支护的话，肯定没法贯穿支撑，那用锚杆和预制混凝土板替换土钉喷射混凝土构建挡土墙，加设条钢约束，加护坡桩、肋柱；地基这个，无扰动的天然地基几乎不可行，很难承载，而且很难不扰动，所以选用钻孔灌注桩连接超深层土层作为地基，然后基础我觉得应该是筏板基础吧(说实话，我估计基础都得有30m，底下还得打几十米的桩)，防水要求也不会低，但与题无关不提了

再然后就是二次结构和安装，其实还应该包括装饰装修，这块的要求其实很简单，除了满足必要的功能性美观性需求外，要尽可能的轻，减少活荷载，还得考虑好消防设施，这种高度的建筑你只能指望直升机，而直升机带的那点消防设备根本压不住火，也基本救不了几个人，火大了导致空气密度复杂变化，直升机都靠不上去，所以只能靠楼自己配的消防设备性能，除了必要的消防喷淋，防火毯，灭火器，防毒面具，消防斧之类的东西，整个二次结构、安装及装饰装修用的材料都得防火，燃烧性能b1都不行，必须是A级，且最好是A1级，不仅阻燃而且无烟，自然可以抑制住火灾扩大，当然进人之后，带进去的东西不可避免的会有大量易燃物，要增强管理；因为轻的要求，二次结构就不用考虑砌块了，肯定是各种预制的防火轻质隔墙板，安装啥的主要得靠前面提的bim技术了，另外也得注意与消防的配合，外墙的话，就玻璃幕墙吧，我懒得想了

没要求体量是吗？

那就找个悬崖。

挂上就行了。从最高挂到最低。

建筑高度规范上没有说挂在悬崖上就不计高度了。只是说按照屋顶高度计算。

600多米高，如果不是民航局反对，建1000米没问题

不如直接造电视塔

华沙电台广播塔 646.38米 1974年落成（1991年倒塌前是世界上最高的人造建筑物）用斜拉索保持塔身稳定

全貌

比华沙电视塔更早的是KVLY电视塔，646.38米，1963年建成时是世界第一人造结构，华沙电视塔倒塌后重回第一，直到被哈利法塔（迪拜塔）超越KVLY电视塔

当时的造价为500000美元（换算为现在为320万美元）

这是登塔视频：10万换一个灯泡 你愿意吗？

这么高的建筑猜猜用了多少天建成？