危楼高百尺，科学可摘星

颜士州

“828”的夜晚

2010年1月4日的夜晚注定属于迪拜。

巨大的激光投影在迪拜的天空中勾勒出一个又一个转瞬即逝的数字，洋溢着浓郁阿拉伯气息的音乐在人们耳边回放，璀璨的灯光从迪拜各式鬼斧神工的建筑物中放射出来，将迪拜的夜空渲染得灿烂辉煌。此刻，迪拜似乎在等待着什么。

“825”“826”“827”……

激光投射的数字凝固在“828”上， 828米！曾经引起无数人揣测的迪拜塔的高度，终于揭开了最后的面纱！霎时间，音乐声起，无数烟花从迪拜塔中迸射出来，烟火映衬之下，迪拜塔仿佛连通了天空与大地。

1月4日凌晨，迪拜酋长谢赫穆罕默德在揭幕式上正式宣布，迪拜塔更名为哈利法塔，以向阿联酋总统哈利法表达敬意，因为哈利法在迪拜陷入债务危机时伸出援手。

迪拜酋长的努力还是收到了一定的成效。在当地电视台的采访中，35岁的迪拜商人苏尔坦表示， “作为一个迪拜人，我由衷地感到自豪，尽管现在的经济形势糟糕透顶，但我们依然能够完成这么伟大的建筑，未来一定会好起来的。”

从历史的角度看，很多事情其实并不陌生。1931年5月1日，美国总统胡佛走进白宫的电报室按下电钮，远在纽约的帝国大厦顿时灯火辉煌，彼时美国正深陷大萧条之中，帝国大厦成为美国人民信心的化身。帝国大厦与哈利法塔，二者分别在自己时代的高层建筑中睥睨天下，又由于历史的巧合分享着相同的境遇。

正如尼采所说：“在建筑中，人的自象感、人对万有引力的胜利和追求权力的意志，都呈现出看得见的形状。”

结构是关键

作为人类进入工业社会之后建筑行业的新品种，人们对摩天大楼的要求从未变过，那就是——比最高更高！

想做到这一点，“堆土包”的方法肯定不行，设计者需要找到特殊的筒体结构才能完成。比如，美国芝加哥市的象征性建筑西尔斯塔，它首创了“成束筒”这种超高层结构。它的原理很简单：一根楼筒是单个简体，在大风中容易弯曲，如用一捆楼筒联合一起，就有很强的抗风能力。

这不禁让人联想到中国的一句谚语：“一根筷子容易折断，一把筷子就变得坚固无比。”

西尔斯塔高442米，完工于1974年，此后的22年一直是世界的最高楼。它是由9个23米宽的正方形筒体组合成的大厦，外观看起来就像一捆参差不齐的混凝土筷子，其中两个筒体在第五十二层结束;两个筒在第六十七层结束，3个筒体在第九十二层结束，最后是两个筒到顶。这样，它的外观就形成高低不一、错落有致的独特造型。

其实，现今建成的摩天大楼千奇百怪，很大程度上并不是因为刻意追求造型别致，而是出于结构需要。

位于我国香港中区的香港中国银行，高315米，有70层高。它的平面和立面都由三角形组合而成，这一几何形体的风格，正是设计大师贝聿铭的偏好。香港中国银行平面在底部是每边50米的正方形，用对角线划分成4个等腰三角形，上升到20层减少一个三角形;到38层时呈两个三角形;51层开始就只有一个三角形。到楼顶部我们可以看到，在结构上它采用的也是成束筒体形式。

和西尔斯塔不同的是，香港中国银行用的是三角形的筒体，这些三角形的柱和构件用钢和钢筋混凝土制成。如果把玻璃幕墙去掉，可以想象出它就近似于一座高压输电塔。其中三角形构架，是为了抗风抗震。一般内部的筒体用许多电梯井筒组成较封闭的筒体，强度非常高。但外面的筒体由于要开窗采光和通风，不能做成很封闭的形式，就采用框架或桁架的方式，称为“框架筒”或“桁架筒”，它的原理和高压输电塔一样。

中国的定海神针

虽然多筒结构让摩天大楼建出了新高度，但它有一个致命的缺陷，上窄下宽的形态让它占用了大量的城市用地。要知道，之所以建高层，说明这个地区一定是寸土寸金。想根本解决这一难题，必须找到一个土地利用率高，且抗风、抗震的单一筒体建筑方案才行。

2016年，上海中心大厦落成，建筑主体119层，总高632米，是我国第一、世界第二高层建筑，虽然高度不及哈利法塔，但单一筒体结构让它占地面积还不到哈利法塔的1/4，实现了土地最优化利用。再加上笔直向上的造型，更多人喜欢称它是“中国的定海神针”。

上海是一座临海城市，大风和柔软的地基是所有建筑的大敌，所以建筑师最初设计上海中心大厦时就考虑过这个问题。他们把高层建筑设计成圆柱体，略微弯曲的外观设计能够有效地减小气流，大楼底部两端还装有数吨重的减震器，可以在大风或是地震时吸收震动。还在大厦的地基中打了980个基桩，每一个深度都达到了86米，让大厦牢牢抓住地面。

不仅如此，让上海中心大厦实现针样结构，还需要一项黑科技，它就是阻尼器。

所谓的阻尼器，实际上就是一个数百吨的大砣，有的是铁球，有的是罐装防火液，它被安装在大楼的中上部，4个角用钢索吊着，让它悬挂在大楼中央。当遇到大风天气，大楼开始向一边摇晃的时候，阻尼器就会受重力影响，朝着相反的方向摆动，用它的重量将大楼拉回到垂直的方向上，以此缓和风势。所以，摩天大楼即使遇到强风发生摇晃也不会倒塌，就是因为这个被称为“镇楼神器”的大砣在起作用。

很多摩天大楼都采用了阻尼器，比如，我国首个大型阻尼器就安装于台北101大厦，上海中心大厦也有这一装置。不过，上海中心大厦这台1000吨的电涡流阻尼器，不仅是世界上个头儿最大、效率最高的阻尼器，而且是我国独创的工程技术。

2019年，超强台风“利奇马”席卷上海，瞬时风速一度突破每秒40米，上海中心大厦阻尼器单边摆幅超过50厘米，瞬时峰值一度达到了70厘米，有效降低了全楼43%以上的摆动，让大厦里90%的人仍能感受到较大的舒适度。

“危楼高百尺，手可摘星辰。”这是李白在1200多年前所写的诗，若忽视其中的艺术手法，后世人对高楼的想象力似乎就局限在330米。如今，工业发展和人们对立体城市的需求都在不断攀升，令人仰望的超高层建筑将越来越多，它们的高度和技术也在不断刷新。虽然哈利法塔是当今建筑史上唯一超过800米的建筑物，但它仅仅是人类挑战万有引力征途的一个驿站。世界上从来不缺少“敢想更敢为”的人。就在哈利法塔落成之時，距离它50公里的“棕榈岛塔”已经处于规划之中，而它的预计高度将由750米调整至1050米。这又是人类“摘星”理想的新高度。