塔式建筑
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塔式建筑（英语：Tower），常简称为“塔”或“台”，是指高大偏细长的结构物，在不同环境中具备各式不同功能的建筑类型。严格的塔式建筑定义：是指高大的塔形建筑物，通常高度大于宽度，能够不需依靠其它支撑物（如：索缆、支架等）而单独竖立，或是作为更大结构的一部分，同时，可供人类经常进入而非长期居住[1][2][3]。
在汉语中的“塔”本来指源于佛教于东亚文化圈及印度文化圈中常见的高层建筑，其英文是“Pagoda”，后来也常用于称呼其他地区一些高大建筑，如埃菲尔铁塔、比萨斜塔、电波塔、金字塔、灯塔、水塔。在现代建筑中，塔也被用来称呼一些极其高大的单体建筑，比如曾经矗立在纽约曼哈顿岛上的世界贸易中心，就被称作“双塔”，这些摩天大楼其实属于建筑物而非结构物。
历史
人类自史前时代起就已经开始建造台与塔。圣经的创世记中即有人类想要建造巴别塔的记载。 新石器时代的耶利哥墙就有圆形石塔，约在西元八千年[4]。苏美人在公元前四世纪也建造了金字形神塔，其中包括有是公元前二十一世纪由乌尔第三王朝建造的乌尔大塔庙[5]，巴比伦建造的埃特梅南基也是金字形神塔，是巴比伦在公元前二千年兴建的，也认为是古代世界中最高的塔。
现存最古老的塔是在北苏格兰的broch建筑，是圆锥状的台屋。在腓尼基及古罗马的文化中也强调将塔用在防御工事和哨兵上。例如兴建于公元前一千年，摩洛哥城市的索维拉（Mogador），名称就是源自腓尼基的烽堠（migdol）一字。罗马人使用八角塔[6]作为克罗地亚的戴克里先宫的一部分，其中纪念碑的历史可以追溯到公元300年，而塞维安城墙（公元前四世纪）和奥勒良城墙（西元三世纪）的特色则是方形塔。中国在西周时也建造了许多烽火台来传递讯息[7]，另外秦朝修筑的长城，也将塔整合到其建筑元素中。城堡的敌台指城墙或城池旁突出的塔式建筑，也是城堡的重要元素之一。
其他著名的塔有1173年至1372年在比萨兴建的比萨斜塔，以及1109年至1119年在博洛尼亚建造的博洛尼亚双塔。喜马拉雅塔是用石头作的塔，主要在是西藏，大是14世纪到15世纪兴建[8]。
力学上的限制
在一定高度以下的塔，可以用二对互相平行的侧面来支撑结构的重量。但若超过一定高度时，其压应力会超过材料强度，塔会倒塌，因此较高的塔其支撑结构会设计成锥形，越高层的面积较小，以避免压缩负载造成塔的倒塌。
另一个会影响塔的因素是挫曲，是指细长形的物体在有侧面受力的情形下，在压应力尚未超过材料强度时就出现物体弯曲变形的情形。因此结构需有足够的刚性以避免变形。许多很高的塔其支撑结构在塔的周围，也可以提升其刚性。
塔的动态特性也是在设计时需考虑的限制之一。塔会受到风力变化、涡旋脱落及地震的影响，一般会用强度和刚性的加强来处理，也有些会利用调谐质量阻尼器来减小塔在外力下的运动。若塔在不同高度的截面不同，或是越高层的面积较小，也都可以避免整个塔同时受到涡旋脱落的影响。
功能
许多现代的高层建筑物（尤其是摩天大楼）在定义上不算是塔，比较算是建筑物，但其名称会称为塔。英国高层的住宅建筑会称为tower blocks。美国原来的世界贸易中心也称为双塔，吉隆坡的双峰塔也有类似的称呼。在世界高塔列表中有对塔有严格的定义，但以下列表对塔的定义会比较宽。
战略性的优点
在历史上，塔的优点是可以勘察防御阵地，也有比较好的视野可以观察周遭地带，包括附近的 战场。在一些需要扩大视野覆盖面积的场合，人们常常建筑塔，如监狱的塔哨、边境线上的瞭望塔、森林中的防火塔等。 塔一般会用防护墙组成，也可能会设法搬动到目标附近（例如攻城塔）。塔也可以用来防御城墙下的死角，例如敌台、角台。今日战略用途的塔仍用在监狱、军营以及周边防御设施上。
势能
塔可以储存物品或是液体，再利用重力使物品或是液体往下流动（例如筒仓、水塔）或是将某一物体撞击到地面或地面以下（例如钻机）。跳台滑雪也是相同的概念，可以用人造的方式代替天然的山坡或丘陵。
通讯用
历史上有许多的塔是用在通讯用途上，例如灯塔、钟楼、时钟楼、信号塔和叫拜楼都用用来进行远距离的通讯。近年来的电波塔以及移动电话信号塔扩大了发射器的范围，也对通讯有帮助。加拿大在多伦多兴建了加拿大国家电视塔，可以作为发射器和强波器（repeater），其中也有融入观光的特点，例如其中观景台位在147层，是全世界最高的观景台[来源请求]。
交通用
塔也可以支撑桥的重量，其高度甚至可以和水上最高的建筑物相近。悬索桥和斜拉桥都常见有桥塔的设计。塔架（pylon）是一种简单的塔式结构，也用来建筑铁路桥梁、大众运输系统，以及港口。
机场用来进行航空交通管制的控制塔，就是利用其视野来进行飞机起降的管制。
其他用途
- 作观光用：许多城市都建有观光塔，塔上都设有观景台，登上高塔可以俯瞰城市景色；而在一些自然风光区也有为方便游客欣赏美景而设立的观景塔。
- 作为游乐设施：建筑高塔可以供游客进行跳伞、蹦极、攀岩等极限娱乐活动。
- 作为城市景观：高塔有时是作为城市景观出现的，比如巴黎的埃菲尔铁塔、上海的东方明珠电视塔等。
- 扩大视野：在一些需要扩大视野覆盖面积的场合，人们常常建筑塔，如监狱的塔哨、边境线上的了望塔、森林中的防火塔等。
- 作为导航设施：作为导航设施的塔如灯塔、机场的指挥塔台等，借助较高的建筑可以更好的散播灯光、无线电信号等导航信号，导航指挥人员也可以获得更好的视野。
- 作为通讯设施：高塔能够更好地传播无线电信号，许多塔是作为通讯设施而建设的，如烽火台、中央广播电视塔、各色各样的移动通讯基站等。
- 作为供水设施：将自来水泵入很高的水塔就可以依靠水自身的压强为高层的楼房供水。
- 作为火箭发射的依靠物：高耸入云的火箭发射塔是发射场地常见的景观。
- 收集太阳能：在一些大型的太阳能电站常常建有高塔，分布在地面的许多反光板将阳光反射到高塔上，以加热塔中的蒸汽获得发电的动力。
- 收集风能：在离地面较高的空中风速较大，在高塔顶端可以更加有效得收集风能。
- 作为钻探井架。
- 作为教堂的钟楼，如比萨斜塔是比萨奇迹广场大教堂的钟楼。
- 作为实验设施：利用塔进行的实验最著名得莫过于传说中伽利略在比萨斜塔进行的自由落体，这是记载在他的学生维维安尼（Vincenzo Viviani，1622年—1703年）在1654年写的《伽利略生平的历史故事》（1717年出版）一书中[9]。历史上对是否曾作过此一实验，一直存在着支持和反对两种不同的看法[10]。近代以来为科学实验专门建筑的高塔也不在少数。
高塔列表
- 下列为世界前10高塔（截至2012年3月）。
1. 东京晴空塔
2. 广州塔
3. 西恩塔
4. 奥斯坦金诺电视塔
5. 东方明珠广播电视塔
6. 默德塔（Borj-e-Milad）
7. 吉隆坡塔
| 排序 | 名称 | 高度 | 位置 | 国家及地区 | 竣工 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 东京晴空塔 | 634m | 东京 |  日本
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2012年 |
| 2 | 广州塔 | 600m | 广州 |  中国
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2010年 |
| 3 | 加拿大国家电视塔 | 553m | 多伦多 |  加拿大
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1976年 |
| 4 | 莫斯科电视塔 | 537m | 莫斯科 |  俄罗斯
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1967年 |
| 5 | 上海东方明珠电视塔 | 468m | 上海 | 中国
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1994年 |
| 6 | 默德塔 | 435m | 德黑兰 |  伊朗
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2003年 |
| 7 | 吉隆坡塔 | 421m | 吉隆坡 |  马来西亚
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1995年 |
| 8 | 天津广播电视塔 | 415m | 天津 | 中国
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1991年 |
| 9 | 中央广播电视塔 | 405m | 北京 | 中国
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1992年 |
| 10 | 基辅电视塔 | 385m | 基辅 |  乌克兰
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1973年 |
图片
参考
- ^ ctbuh. CTBUH Criteria for Defining and Measuring Tall Buildings. www.ctbuh.org. [2018-10-05]. （原始内容存档于2018-09-02） （英国英语）.
- ^ Gerometta, Marshall. Height: The History of Measuring Tall Buildings. Council on Tall Buildings and Urban Habitat. CTBUH. [2017-08-30]. （原始内容存档于2017-08-20）.
- ^ World's Tallest Tower Rises in Tokyo. 2011-11-29 [2018-07-26]. （原始内容存档于2020-08-11）.
- ^ O'Sullivan, Arieh. World's first skyscraper sought to intimidate masses. The Jerusalem Post. 2011-02-14 [2021-06-19]. （原始内容存档于2012-10-24）.
- ^ The Ziggurat of Ur. British Museum. [24 November 2017]. （原始内容存档于2019-10-19）.
- ^ Map, The Megalithic Portal and Megalith. Diocletian's Palace. The Megalithic Portal. [2021-06-18]. （原始内容存档于2012-04-01）.
- ^ 歷史故事:烽火戲諸侯. [2016-07-03]. （原始内容存档于2021-02-16）.
- ^ Dana Thomas, "Towers to the Heavens", Newsweek, 2003-11-15
- ^ 马文蔚等编：物理发展史上的里程碑。凡异出版社, ISBN 978-957-694-185-6
- ^ 比薩斜塔的落體實驗. [2007-04-03]. （原始内容存档于2007-04-21）.
参见
延伸阅读
[在维基数据编辑]
- Fritz Leonhardt (1989), Towers: a historical survey, Butterworth Architecture, 343 pages.
