屹立不倒的高楼大厦

    如今越来越多的高楼大厦正不断地出现在城市里，当我们生活在这钢铁丛林里时偶尔可能会想，为什么这些高楼大厦能够稳稳的屹立在地面？

    尤其是那些100多层高的大楼来讲，光是站在建筑内部的落地窗前便能感受到这种高度带来的紧张感。

    最后再回到这个问题上面时，不禁后背冒出一身冷汗。

 其实我们完全不用担心这种情况的发生，修筑高楼自然有高层建筑的合理办法。

    事实上现代建筑设计与修建早已不是以前那种简单的砖瓦房了，而是采用更加结实更加合理的钢筋混凝土，另外还有专门应对剪切应力的墙面设计。

    建筑虽然整体非常庞大，但是每一个关键力点都将楼房自身的重量很多地分摊在了承重柱和承重墙上。

    首先是楼层的地基，这是决定建筑稳定性的关键，无论是否要修筑高层建筑，都无法跳过这个阶段。

    地基修建会建造一个桩基，这是地基的一种基础类型，主要用于地质条件比较差或者建筑要求特别高的建筑中，比如大型建筑或者高层建筑。

    从桩基的受力原理来看，这种桩基可以分为摩擦桩和承载桩。

    摩擦桩是一种利用地层与桩基的摩擦力来承载构造物的一种压力桩及拉力桩。

    一般来讲，摩擦桩会用于地层没有坚硬的承载层或者承载层较深的地方。

    而另一种桩基则相对比较简单，它使基桩直接座落于承载层上，例如岩盘或者地面质地坚硬的地方，可以直接承载构造物。

    为了修筑一套结实的桩基，整个过程要耗费比较漫长的过程，从建筑整体来讲，这比搭建高楼会更难一点。

    首先是与钢筋混凝土的使用，钢筋混凝土会极大地加强建筑的承载强度。

    并且在建筑要求非常高的地方使用明显。

    所以这也是高层建筑使用最广泛的一种修筑模式，不过就成本而言，由于要增加整个地基的承载强度，因此价格也不便宜，另外还需要许多设备才能进行建设。

    当桩基修筑完毕后，这才只是刚开始，修筑好的桩基还必须通过压力测试，根据建筑方案的不同，桩基的测试情况也会不同。

    但大体来看，实验一个桩基是否合格，一般会让它处于超载负荷的50%，并且保持24小时。

    如果桩基完成了测试，并且没有裂变和形变，那么桩基就算合格了。

    然后就可以进行下一步的修建。

承重柱有多强？

    对于一栋100多层高的建筑来讲，承重柱相当于它的脊柱，如果没有这根脊柱，楼房不仅修不高，并且还会有垮塌的可能。

    一般人或许会认为，承重柱无非就是一水泥柱子，建筑物靠着这根水泥柱能行吗？

    其实我们太小看混凝土了，根据有关实验记录来看，一根标准的水泥柱测试件，其直径为15厘米，横截面为0.018平方米，高度在30厘米左右。

    如果想要压坏这样一根承重柱，那么所需要的力量只要要有50吨，如果想要完全压损，就必须超过52吨。

    而这仅仅只是一块和你腿部大小的承重柱，如果将它升级，变成横截面为1×1的承重柱。

    那么，通过等比例计算，这样一根承重柱想要完全压坏，至少需要2500吨的重量。

    所有的这些都是实验测试所采用的小型承重柱，如果是大型的承重柱，再多来一点，其承重能力不言而喻。

    当然，如果有人觉得这样还是不保险，单纯的混凝土柱子仍旧不能给人安全感，那么可以进行加强，毕竟这是100多层的高楼。

    关于如何进行承重柱的强化，最简单的办法便是采用高强度的水泥进行配比，然后添加能够稳固化学键的材料，这样使得混凝土的强度可以变得更强。

    另外特种水泥可以保证水泥在硬化过程中缓慢释放热量，这样一来，水泥就不容易因自身发热而开裂。

    对于大多数高层建筑来说，这种方案是采用最多也是最简单的。

    然而当建筑楼层超过了100层之后，情况就会发生变化。

    在这个高度就不仅仅要考虑自身的重量，同时还要添加风力作用以及地震波的各种影响。

    不过别担心，100层以上的建筑在承重柱设计这块会采用钢管混凝土的承重柱，它可以保证承重柱的承载强度得到最大化提升。

    简单来讲，这是一种将混凝土倒入钢管中充实，以此增加钢管的强度和刚度。

    从结构上来看，这就好像用一种复合材料在钢管自身的材质加成下，制造出了一种更加结实的钢管。

    另外，按照不同的建筑等级要求，这些钢管混凝土也会有各种相对应的行业标准。

    超过C50以上的，就可以称作高强度混凝土了。

复合结构的承重柱

    钢管混凝土在抗弯能力上弥补了混凝土的不足，并且钢材本身也有着极强的抗弯曲能力，同时还有很好的弹性塑变。

    不过钢管在受到压力作用时，却容易失去稳定性，从而丧失轴向抗压能力。

    钢管混凝土正是结合了两者的优点，最终保证了材料结构的强度。

    另外，在抗震性能中，钢管混凝土可以有效地吸收地震带来的能量，并且保持材料结构的完整性。

    如果仅仅只是通过钢管则完全无法达到这种效果，所以钢管混凝土在抗震性能上也优于其他材料结构。

    对于建筑队伍来讲，如何在保证工程质量的同时缩短工期带来的影响也是一个重要问题。

    打地基是一个非常关键的问题，而钢管混凝土在施工的时候，其自身就可以作为早期施工阶段的荷载以及结构。

    所以它在施工的时候不受混凝土的养护时间而受到影响，施工队只需要保证混凝土能在钢管内部瓷实，浇筑没有问题即可。

    这样一来既节省了时间，还节省了成本。

或许有人会说这种结构采用了钢材，难道它不会产生腐蚀吗？

    其实这一点也完全不用担心，钢管混凝土的结构使得钢管自身能够暴露出来的面积非常少，同时外界的腐蚀气体以及腐蚀物会比钢材结构少很多。

    从防腐蚀工作来看，钢管混凝土并不需要进行太多的处理工作就能完成材料预处理。

    另外在施工的时候，钢管本身所产生的零件也少，只要焊缝不出现问题，那么钢管在安全性能上是完全可以达标的。

    就整个形体结构来看，外部钢管的存在不仅承担了轴向荷载，并且还为填充进去的混凝土起到了约束作用。

    在钢管的约束作用下，混凝土的轴向强度得到增加。

    两者结合最终帮助高层建筑可以承受自身的重量，如今这种形体结构应用的案例也越来越多，不少高层建筑基本都会采用这种设计。

    当楼层的地基建设完毕后，建筑工人们就可以对楼层中的承重墙进行修建。

    在这一部分中，承重墙分摊了每层楼带来的压力，从而使得整个建筑的轴向压力得到均衡分布。

    建筑学经过几千年的发展，如今已是各个学科相互交织的产物，它不再是简单的砖瓦堆砌，里面每一处设计都体现着人类的智慧。