沙特王国高楼效果图

人类建造超高楼的历史，可以追溯到1909年，美国纽约大都会人寿保险大楼主体50层，楼高213.4米，成为人类历史上第一座200米以上的大楼。之后，这个纪录一次又一次被打破。数字也从200米攀升至千米。

2月27日，英国《每日邮报》报道，沙特阿拉伯将建造一栋高达3000英尺（914米）的未来摩天大楼。这栋名为王国高楼的建筑将在吉达建造，但目前仍存在很多需要克服的巨大挑战，包括如何建造高耸入云的电梯和减少整体的重量。

报道称，研发者已经证实高级建造科技服务公司（ACTS）已经开始调查建造这栋摩天大楼所需要的材料。据称需要100万立方米的混凝土和8万吨的钢铁。这栋建筑将成为王国城市的中心装饰品，它将有200层楼，其中160层可用于居住，预计花费12.3亿美元，它将比迪拜的哈利法塔高173米。

但是，对于超高建筑，总有人抱着质疑的态度。就在2012年，我国湖南省长沙市还计划建造一座名叫“天空之城”的超高建筑，计划高度为838米。可惜的是，就在宣布建造一个月之后，这座超高楼就因为没有完成相关法定的报建手续，被有关部门叫停。曾有媒体称，被叫停并不仅是因为这个原因，事实上，“天空之城”自酝酿阶段就争议不断。安全性与否、资金是否充裕、周边配套等都让“天空之城”陷入舆论的漩涡。

为何各地争先恐后地建造世界第一高？如此超高的建筑，又有哪些建筑难点？

超高层建筑设计有要求

要了解超高建筑，首先要明确超高建筑的概念。1972年8月，在美国宾夕法尼亚州的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义，规定40层以上（高度100米以上）的为超高层建筑。

当楼层高度超过一定极限时，要解决的问题就比普通住宅多，首当其冲的就是建筑材料。中国工程院院士、东方明珠塔总负责人江欢成在接受《中国科学报》记者采访时表示：“随着建筑材料的不断进化，建筑的高度已经不是技术难题。不用说沙特正在建的接近1000米高度的建筑，就算是3000米高的建筑也不是没有实现的可能。”

现代超高建筑往往选择钢材作为主材料，这是因为钢材本身强度高、自重轻、刚度大，而且材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定。再加上其材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载。因此，钢材成为超高建筑的首选。

若想建高楼，地基也是重中之重，因此超高建筑的地基比普通建筑要求更高。江欢成进一步解释说，超高层建筑的高度和地基的宽度有恰当的比例要求，只有达到一定面积，其单位面积的负荷才能被分散，不至于承载过重的压力。

而外部结构却只是对超高建筑考验的第一步。清华大学土木工程系教授钱稼茹在接受《中国科学报》记者采访时表示，超高建筑，抗风的难度极大，难点在于获得符合实际的风荷载，结构如何满足规范规定的舒适度要求，以及保证设备（如电梯）的正常运行。一般来说，在正常风压状态下，如果距地面高度为10米处风速是5米/秒，那么在90米的高空，风速就可达到15米/秒，不难看出，风速与高度成正比。因此当超高建筑遭遇强风，那么其如何化解？

对此，江欢成告诉《中国科学报》记者，高层侧风对于超高建筑确实是个难题，但是因为现在钢材质量越来越好，而且具有一定的延展性，因此超高层建筑可以通过随风轻微摆动化解风力。“住在超高层建筑中的住户，并不会因为大楼的轻微摆动感到不舒服。因为让人感觉眩晕的不是摆动幅度，而是摆动速度的加速度。”江欢成说，“至于摆动角度，这些都会在设计之初就被考虑进去。”至于现代建筑中应用最广的玻璃外墙结构，江欢成则表示不会对超高建筑产生威胁，因为墙体与玻璃之间可以留出缝隙，为层间结构变形留出余地。