632米的上海中心大厦，承重柱能承受多少压力？为何不会被压垮？

目前，我们生活的城市当中高楼大厦林立，越来越高的楼房为有限的空间提供了更多的住房和办公地点。现在，人类在建筑学领域取得了突破性的进展，已经具备了修建数百米摩天大楼的条件，人类在追求更高的道路从未停止。

目前世界上最高的建筑阿拉伯联合酋长国迪拜的哈利法塔，哈利法塔高度达到了惊人的828米，共163层，在哈利法塔的建造过程中采取了创新的科技来保障法塔的坚固性。那么，我国最高的建筑是什么呢？在建造时采取哪些措施保证承重柱不被压垮呢？

上海中心大厦

目前，我国最高的建筑物是上海中心大厦，这大厦也是仅次于迪拜哈利法塔的世界第二高建筑，它高为632米，主楼为地上127层，地下为5层，总重量达到了惊人的80万吨。上海中心大厦从1993年就开始进行规划，当时的上海市政府想要打造三座呈“品“字形的摩天大楼，形成上海的地标性建筑，以此来吸引投资和提高上海这座城市的知名度。

后来随着上海外滩的快速发展，陆家嘴附近的世界一流公司越来越多，许多公司渴望在上海外滩地区建立公司总部，这样的需求推动了这座摩天大厦的开工。终于在2008年11月29日，上海中心大厦在经历了15年的规划和招标后，迈出了修建的第一步，于2016年3月12日完成了上海中心大厦的主体施工工作。

建成后的上海中心大厦占地3万平方米，总建筑面积约为58万平方米，其中地上总面积为41万平方米，地下总面积为17万平方米，主要功能为办公、酒店、商业等，大厦的地上127层被竖向分为8个区段和1个观光层，以此来区分各个区段的功能。

上海中心大厦在建造之初就遇到了一个最大的难题，那就是地基问题。上海整个城市位于长江入海口，整个地区的地质非常松软，而且上海中心大厦的自重达到了80万吨。那么，上海中心大厦是如何通过设计承重柱来支撑大厦的？如何保持大厦屹立不倒呢？

上海中心大厦承重柱

上海中心大厦的重量达到了80万吨，要想将这些分量平均安全地分担在承重柱上，就需要对每根承重柱进行合理的规划和设计。上海中心大厦一共有980根承重柱，这些承重柱深入地下282英尺（即86米），每根承重柱可以承受重量1000吨以上。

这些承重柱并不是直接建造在长江入海口柔软的河床上，工程师为了让每根承重柱可以充分受力，同时保持足够的稳定，将原本的地表进行了深挖操作。长江三角洲地下280米都是软土，为了让承重柱的地基变得牢固，工程师们决定浇筑一块厚达6米的大楼底板，这块底板的面积也达到了1万平方米。

为了一口气浇筑好这块底板，2010年3月26日，500多名工人和18台混凝土泵开始了浇筑工作，全上海80%的搅拌车参与到了混凝土的运输工作，保证每小时1000立方米的混凝土供应量，终于经过了63小时的奋斗，大楼的底板全部完成，这一次浇筑过程也创造了新的吉尼斯世界纪录。

在进行承重柱密度和位置规划时，工程师们进行了科学的计算。承重柱的数量并不是越多越好，过多地承重柱不仅会增加建设成本，甚至还会导致大楼不稳定，造成大楼的安全问题。在设计承重柱位置和数量时，工程师们通过各种科学的计算，不仅考虑承重柱受到的纵向力，还需要考虑大楼以后可能受到的风速等横向力，最终设计出来的承重柱既能支撑大楼重量，还能保证大楼不会出现移位甚至变形。

在承重柱的建造过程中，为了让每根承重柱能够符合建造标准，能有更长时间的使用寿命，工程师们在建造材料上下足了功夫。要想让每根承重柱能够真正承担好承重工作，就需要高强度的钢筋和混凝土。

目前来说，我国的混凝土等级可以分为C15到C80共14个等级，等级越高也就说明混凝土的承压能力越好，对于上海中心大厦这种超高建筑物，所使用的混凝土强度也都在C30以上，同时还根据不同楼层使用了不同等级强度的混凝土。大楼的37层以下就使用了等级为C70的混凝土，37层到83层之间使用的是C60级，而83层以上为C50级。通过这种科学的分层定级，不仅降低了建造成本，也让大楼能够保持稳定。

同时，上海中心大厦所使用的钢筋也是使用的最高强度的，这种高强度钢筋能够有更长的使用寿命和强度，保证了大厦承重柱的抗压能力。

在解决了钢筋和混凝土问题后，又有一个新的难题摆在了工程师面前，这就是如何抵消浇筑过程当中产生的水化热。大量的水和水泥接触混合在一起，会产生大量的热量，这些热量会聚集在混凝土的内部，让混凝土内部的温度达到60摄氏度，一旦不能将内部温度降下来，就会导致混凝土内部因为温度过高而产生膨胀，让混凝土产生大量的裂缝，进而危害建筑物的安全。因此，工程师在混凝土的浇筑过程中使用了大量的减水剂，同时通过各种物理方法进行降温，尽快将产生的热量排散出去。

其实，上海中心大厦能够保持屹立不倒，除了建造了980根巨大的承重柱外，还采取了许多其他的方法来平衡风力等各种外力，以此来实现大楼的平衡。那么，大楼在修建过程当中还采取了哪些措施呢？

其他建造手段

上海中心大厦在建造过程还采取了许多其他方法来维持大楼稳定，其中有许多技术都是我国的独创或者自主研发。对于这种超高建筑物来说，风的作用是不能忽视的，而且越往上风速越快，甚至顶层的大风可以将楼层吹出肉眼可见的摇晃，所以上海中心大厦采取了阻尼器设计。

上海中心大厦首次采用电涡流调谐质量阻尼器，这种阻尼器是由我国自主研发制造的，它被安装在大楼的第125层，是有效减弱风速的大型阻尼器。它的重量达到了1000吨，类似于一个巨型复摆，通过12根钢索吊装在大厦的内部，可以通过自身的摆动有效降低风致峰值加速度，降低的幅度可以超过43%，大大减少了大楼高层的晃动，让大楼内部的人员更加舒适。

其次，上海中心大厦还采取了伸臂桁架设计。整座大楼的主楼一共布置了6道伸臂桁架，分别位于大楼的2区、4区5-8区的加强层，这种伸臂桁架通过贯穿墙壁的形式将墙壁与大楼的核心筒连接在一起，这不仅增加了墙壁的稳定性，还能够有效的整个大楼结构的变形和空间位移。，同时还能够约束核心筒的竖向变形。

再者，上海中心大厦为了维持稳定在玻璃幕墙上也下了大功夫。上海中心大厦的玻璃幕墙面积达到了14万平方米，而且它是可以随着大楼的轻微晃动而运动的，这种幕墙的名字叫做柔性幕墙。这种柔性幕墙的关键核心设备是一种“滑移支座”，但是这种设备却需要从国外进口，对方要价昂贵，严重超出了本身的预算。

所以我方的工程师团队就开启了自主研发之路，自主研发出来的“滑移支座”不仅价格便宜，而且能够减少安装的偏差，大幅度降低了预算，实现了一举多得。

上海中心大厦的建造，不仅给上海地区带来了一座新的地标性建筑，也带动了城市发展和经济投资，同时也为我国的超高建筑修建提供了宝贵的经验，为以后建设此类建筑物提供了丰富的经验支撑，也实现了许多全新领域的突破和革新，推动了我国建筑行业的发展。

作者：丫丫 初审：未央 校稿编辑：W