巨型柱是伴隨著建筑高度發(fā)展而衍生出來的一種特殊的柱截面形式，一般而言這是400m以上超高層項目所面臨的重點和難點。巨柱的重要性和難度伴隨著人類不斷挑戰(zhàn)天際線的過程而出現(xiàn)，房屋越高，荷載越大，巨柱越重要，巨柱的難度也越大。

一、 工程的發(fā)展：

    現(xiàn)代建筑的發(fā)展突飛猛進，從建筑的高度上，中國城市天際線不斷被突破，從二十一世紀初的300多米突破到目前的600多米，如國內(nèi)某企業(yè)提出建造超過200層800米高容納10萬人的超級城市的裝配式大樓，以及武漢擬建造的世界最高建筑——鳳凰塔（PhoenixTowers）將趕超迪拜哈利法塔，成為世界第一高樓。打算在紅海邊的吉達市建造的王國大廈占地面積50萬平方米，預計高1007米,208層。

武漢鳳凰雙子塔
 

沙特王國大廈

    超高層的外形演化，從以前的單純的方正的寶塔式造型，發(fā)展到目前的異形、扭轉(zhuǎn)、連體、空中花園等體型，如央視新大樓、南京河西金鷹中心、迪拜哈發(fā)力塔等，不勝枚舉。支撐這些華美壯麗的超級建筑，所需要的不僅僅徒有其表，更重要的是其內(nèi)部的鋼筋鐵骨，這都得益于結(jié)構(gòu)工程的迅猛發(fā)展以及新工藝、新材料、新技術(shù)的廣泛應用。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)正是伴隨這些超級項目迅猛發(fā)展出來的，更是支撐是這些高大上超級建筑的內(nèi)在力量。

                             
天津高銀117號大樓                            北京中國尊大樓

二、巨柱的作用：

    在工程的不斷發(fā)展下，對結(jié)構(gòu)的要求也越來越多，更高的建筑對豎向構(gòu)件意味著更大的荷載。此豎向荷載主要由兩方面的因素產(chǎn)生：一方面是由于建筑物的自重，伴隨著建筑高度的增加，樓層數(shù)目也呈直線上升式增加，另一方面，由于側(cè)向風荷載和地震荷載下產(chǎn)生的附加彎矩，彎矩在建筑物的外側(cè)直接轉(zhuǎn)換為豎向構(gòu)件的附加軸力，而且側(cè)向荷載引起的附加軸力與建筑物的高度成幾何級數(shù)增加，這也是為什么高度越高，設計難度增大更快的原因。如何承擔巨大的豎向荷載，是擺在工程師面前的首要問題，要解決這個難題，一方面依靠材料進步提高單位面積承載力，另一方面就是通過增大豎向構(gòu)件的截面和采取巧妙的截面構(gòu)造，通過這兩個方面共同來承擔巨大豎向荷載。

    從建筑材料方面而言，建筑結(jié)構(gòu)中常用的材料即為鋼材和混凝土，這兩項主要材料構(gòu)成了建筑的鋼筋鐵骨。到目前為止，混凝土強度等級從C20發(fā)展到現(xiàn)在C80，甚至有研究機構(gòu)試配出C100，鋼材由最初的Q235級鋼到目前的Q460級，除此提高外，尚未有其他更高強的材料普遍應用于建筑中，這從材料方面也部分制約了高大上建筑的發(fā)展。但工程師從不缺乏創(chuàng)新和技巧，柱子截面的尺寸從常規(guī)的約0.5m2一直到45m2，還在發(fā)展當中，還有更大尺寸的柱子出現(xiàn)。在柱截面大到一定程度后，構(gòu)件的尺寸效應開始凸顯。鋼材和混凝土怎么組合，才能發(fā)揮出最大的功效，是工程師面臨的巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

三、 對巨柱的挑戰(zhàn)

     巨柱的出現(xiàn)，從工程上根本的解決了上述問題。但巨柱自身卻面臨著極其嚴峻的挑戰(zhàn)，對巨型柱的挑戰(zhàn)，主要集中在對其承載力、延性、耗能、防火、施工等方面。其承載力根據(jù)項目的不同，從幾萬MN到幾十萬MN，導致巨型柱的截面從幾m2到幾十m2，在抗震時，又要求其有較高的延性，不能導致脆性破壞；要達到較高的延性，內(nèi)在必須有較大的耗能能力，才能保證地震來臨時，把地震輸入能量順利的疏散出去。另外，自從911事件以來，對主要結(jié)構(gòu)的防火能力也提出了更高的要求，巨型框架結(jié)構(gòu)作為牽一發(fā)而動全身的最重要構(gòu)件，這就必須要保證巨型結(jié)構(gòu)同樣有很高的抗火能力。在有以上能力的同時，巨型結(jié)構(gòu)還必須能夠滿足施工的要求，例如易吊裝性，易于加工等。面對如此多的挑戰(zhàn)，如何設計好巨型體系，尤其是巨型柱就成為了超高層設計中的關(guān)鍵，也是超高層設計成敗的決定因素。