哈利法塔，其阿拉伯文名为“برج خليفة”，拉丁化是“burj khalifah”，英文叫“Khalīfa tower”。它原名迪拜塔，也被称作迪拜大厦或比斯迪拜塔。它是世界第一高楼与人工构造物，高度为 828 米，楼层总数达 162 层，造价 15 亿美元。
哈利法塔使用的混凝土达 33 万立方米，强化钢筋有 6.2 万吨，玻璃面积为 14.2 万平方米。修建哈利法塔时，调用了约 4000 名工人和 100 台起重机，将混凝土垂直泵至逾 606 米处，打破了上海环球金融中心大厦建造时 492 米的纪录。
大厦内设有 56 部升降机，其速度最高能达到 17.4 米/秒。此外，还有双层的观光升降机，这种升降机每次最多能够承载 42 人。
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建筑历程
2004年9月21日，伊玛尔开始兴建。
2007年2月，超越了西尔斯大厦并成为最多楼层数的大楼。
2007 年 5 月 13 日，它以 452 米（1483 英尺）的高度超越了台北 101 的 449.2 米（1474 英尺）。它是最高的混凝土建筑。
2007 年 7 月 21 日，台北 101 超越了 509.2 米（1671 英尺）的高度。它成为了地表上最高的大楼。
2007 年 8 月 12 日，某一物体的高度超越了西尔斯大楼 527.3 米（1730 英尺）的天线高度。
2007 年 9 月 3 日，它成为了世界第二高的自立建筑结构。在此之前，俄罗斯莫斯科高 540 米（1772 英尺）的莫斯科电视塔是这一高度的纪录保持者，而它超越了这一纪录。
并且成为了世界上最高的自立建筑。
2007 年 12 月 10 日开始使用钢骨结构。此后的建设将不再使用混凝土。
2008 年 4 月 8 日，阿联酋迪拜艾马尔房地产公司进行了宣布。塔的高度达到了 629 米。此高度超过了美国 KVLY 电视塔的 628.8 米高度。该塔由此成为了世界最高的建筑。
2008 年 6 月 17 日，阿联酋迪拜的艾马尔房地产公司进行了宣布。该公司宣布塔的高度已经超越了 636 米。
2008 年 9 月 1 日，艾马尔房地产公司宣告又创造了新纪录。他们兴建的建筑高度达到了 688 米，并且计划在 2009 年 9 月完成施工。然而，最终的建筑高度仍然没有公布出来。
2008 年 9 月 26 日，艾马尔房地产公司作出了宣布。该宣布的内容是塔达到了 707 米（2320 英尺）。
2009 年 1 月 17 日，艾马尔房地产公司宣告该塔的最终高度达到 828 米（2716.53 英尺）。
2010年1月4日，哈利法塔正式竣工。
建造过程
1庞大的基础
“迪拜塔”高度达 800 米（1827 英尺），它需要有坚实的基础来支撑地面以上可能超过 500000 吨的建筑重量。它将建在一个 3.7 米厚的基座上，这个基座呈三角形结构。192 根直径为 1.5 米的钢管桩或支柱缸体对这个三角形基座进行支撑。这些钢管桩或支柱缸体深入地下 50 米（164 英尺）。
2抗震设计
为保持这幢超高层建筑物的稳定性，使用了高强度的混凝土。“迪拜塔”的设计标准是能够承受里氏 6 级地震，因为当地属于地球上少地震的地区。它还能在每秒 55 米的大风中保持稳定，在高楼中办公的人完全感受不到大风的影响。
3建筑过程的监测
为保证“迪拜塔”建设过程的稳定，对其垂直方向的动态和水平方向的动态，都用一个全球卫星定位系统来跟踪。在建设期间，通过设置在建筑物中的 700 多个传感器，对建筑物的重力变化情况进行实时监测。
4工程进度
“迪拜塔”的建设历时 47 个月，其建设时间表大致是以 3 天作为一个生产周期。在这期间，包括安装钢结构件以及浇灌混凝土等工作。钢结构件会预先在地面进行制作，然后根据建设的进度，通过起重机将其吊到高空进行安装。
5浇灌混凝土程序
在三天建设周期的第二天，一个特定楼面的内部结构外壳被安装到位，与此同时，通道被打开，钢支持梁也被安装。第二天，混凝土被灌入外壳，接着，又开始了下一个楼层的建设。
6液压千斤顶提升
在某个楼层尚未完工之时，建筑工程师借助一个起重能力为 2,300 吨的液压千斤顶，将浇注混凝土的外壳以及建筑材料进行提升。
7超级起重机
在“迪拜塔”已完工的那些楼层上，安新安装了 3 台非常巨大的塔式起重机。这些塔式起重机用于起吊数量众多的建筑材料。
8混凝土制作设备
在“迪拜塔”的工地上，存在 4 台十分巨大的混凝土搅拌机。这些搅拌机可以快速地将原材料制作成混凝土。
9混凝土高压泵
在“迪拜塔”的工地上存在 3 台高压泵，这些高压泵负责把混凝土输送到工人进行操作的高处。其中一个挑战在于，要把高强度的混凝土输送到 570 米以上的高度钢结构超高楼抗震，同时还不能对混凝土的基本性能造成影响。
10附着式升降机
“迪拜塔”工地的一种起重设备为附着式升降机，其作用是运送建筑材料与工人。在该工地，有 14 台附着式升降机正在运行。
11预防建筑网下沉
“迪拜塔”建成后的重量达到 500,000 吨，会有下沉趋势。因此在建设期间，每一层的实际高度比设计高度要高出 4 毫米。
12确保世界第一高度
为保持“迪拜塔”世界最高建筑物的称号，从 700 的高度起，它设计了一种螺旋管钢结构体，此结构体从建筑物内部一直延伸至顶端，能够用液压千斤顶进行提升，可作为增加建筑物高度的支柱。
13完备的安全措施
“迪拜塔”设计了 4 个隐蔽所，每 30 层设置一个。这些隐蔽所是用于应对火灾和恐怖袭击等紧急状况的。此外，除了有 54 部高速电梯之外，还安装了专门的应急电梯，能够从高处快速且安全地疏散人员。
结构设计创新
结构体系
全钢结构比混凝土结构更优，适合超高层建筑，这在 20 世纪六七十年代是普遍的认知。当时建造了众多 300m 以上的钢结构高层建筑。到了八九十年代，纯钢结构无法满足建筑高度继续升高的需求，原因是钢结构侧向刚度的提升跟不上高度的快速增长。此后，钢筋混凝土核心筒加外围钢结构便成为超高层建筑的基本形式。哈利法塔取得了前所未有的重大进展，它采用了一种全新的结构体系，下部是混凝土结构，上部是钢结构。具体来说，-30 米到 601 米为钢筋混凝土剪力墙体系，601 米到 828 米为钢结构，并且在 601 米到 760 米这一段采用了带斜撑的钢框架。
采用三叉形平面能够获得较大的侧向刚度，这样就能降低风荷载，这对超高层建筑的抗风设计是有利的。与此同时，对称的平面能够让平面形状保持简单，并且施工起来也很方便。
整个抗侧力体系由一个竖向带扶壁的核心筒构成，且六边形的核心筒处于居中位置；每翼的纵向走廊墙构成了核心筒的扶壁，扶壁共有 6 道；横向分户墙充当纵墙的加劲肋；另外，每翼的端部存在 4 根独立的端柱。如此一来，抗侧力结构能形成空间整体受力，具备良好的侧向刚度和抗扭刚度（见图 2）。
图2 抗侧力结构布置
中心筒的抗扭作用可模拟为一个封闭的空心轴。此轴因三个翼上的 6 道纵墙扶壁而得到大大加强；同时，走廊纵墙又被分户横墙加强。整个建筑如同一根刚度极大的竖向梁，能够抵抗风和地震所产生的剪力与弯矩（见图 3）。由于加强层的协调作用，端部柱子也参与到抗侧力工作中。
图3 整座建筑如同一根竖向梁
竖向形状按照建筑设计逐步退台，剪力墙在退台的楼层处被切断，端部柱向内移动。分段逐步切断的方式能够让墙、柱的荷载平稳且逐渐地发生变化，与此同时，也避免了因墙、柱截面突然变化而给施工带来的困难。退台需要形成优美的塔身宽度变化曲线，并且要与风力的变化相契合。
建筑设计在竖向进行了布置，设置了 7 个设备层兼避难层。每个设备层占据 2 到 3 个标准层。其中 5 个设备层被利用来做成结构加强层（见图 4）。加强层设置了全高的外伸剪力墙，将其作为刚性大梁。这样，端部柱的轴力能形成大力矩，用以抵抗侧向力的倾覆力矩。同时，刚性大梁还能调整各墙、柱的竖向变形，使轴向应力更均匀，降低各构件的徐变变形差。
图4 结构的5个加强层
混凝土结构进行设计。依据美国规范 ACI 318-02 来进行。对于 127 层以下的部分，其混凝土强度等级为 C80；而 127 层以上的部分，混凝土强度等级为 C60。C80 这种混凝土在 90 天的时候，其弹性模量 E 为 43800N/mm2。在设计中采用了硅酸盐水泥，并且添加了粉煤灰。
调整构件的截面尺寸，目的是减少各构件的收缩和徐变变形差。在原则上，要让端柱和剪力墙在自重作用下的应力相近。因为柱子和薄剪力墙的收缩比较大，所以端柱的厚度被设定为与内墙相同，也就是 600mm。在设计时，要尽量让构件的体积与表面积的比值接近，这样能使各构件的收缩速度接近，从而减少收缩变形差。
在立面内收的部位，钢筋混凝土连梁的作用是传递竖向荷载，这里的竖向荷载包括徐变和收缩所产生的效应。同时钢结构超高楼抗震，连梁还会联系剪力墙肢，以承受侧向荷载。连梁按照 ACI 318 - 02 附录 A 进行设计，其计算图形是交叉斜杆，采用这种设计方法能够使连梁的高度降低。
楼层数量较多，压低层高具有重要意义。标准层层高为 3.2 米，采用了无梁楼板，其板厚为 300 毫米。
进行钢结构设计。依据美国钢结构协会 AISC 的《建筑钢结构荷载抗力分项系数设计规范》来开展设计工作。601 米以上部分采用带交叉斜撑的钢框架结构，其作用是承受重力、风力以及地震作用。钢框架呈现出逐步退台的形式，从第 18 级的核心筒六边形逐渐过渡到第 29 级的小三角形，最终仅剩下直径为 1200 毫米的桅杆。这根桅杆是专门为了保持建筑高度世界第一而设计的。它可以从下面进行接长，并且能够不断顶升。同时，还预留了 200m 的上升高度。所有外露的钢结构都用铝板进行包裹，以此作为装饰。
进行结构分析。使用的是 ETABS 8.4 版软件。在分析过程中，将重力荷载（其中包含 P-D 二阶效应）、风以及地震等因素都考虑在内。建立起了三维分析模型，此模型涵盖了钢筋混凝土墙、连梁、板、柱、顶部的钢结构、筏板以及桩。
分析模型包含 73500 个壳元以及 75000 个节点。其分析参数如下：风力为 50 年一遇，风速为 55m/s，风压依据风洞试验来取值；地震方面，按照美国标准 UBC 97 的 2a 区，地震系数 z 等于 0.15，这相当于我国 8 度设防；温度方面，气温的变化范围在 2 至 54℃之间。分析结果显示，遭遇 50 年一遇的风力时，其顶部结构水平位移情况如下：顶部结构（828m 处）为 1450mm，办公层顶部（162 层）为 1250mm，公寓层顶部（108 层）为 450mm，这些位移值比通用标准要低，符合设计要求。内力分析结果表明，在钢筋混凝土塔楼部分，地震力并未起到控制作用，然而在裙房和顶部钢结构处，地震内力对设计是有作用的。
通常会用线性有限元来分析竖向荷载下墙和柱的内力与位移。然而，由于哈利法塔的高度原因，这种分析方法会与真实情况产生偏差。最终采用了 GL 2000（2004）模型，此模型既考虑了钢筋的影响，又涵盖了施工过程。
施工过程进行分析。整个过程分为 15 个阶段，通过三维模型来展开分析。并且在分析过程中，也将收缩和徐变这两个因素考虑在内。每一个模型都对应着施工过程中的一个时间点，会在那个时间点施加当时新增的荷载。分析工作一直延续到施工结束后的 50 年时间。
补偿技术方面，施工过程中两个方向的平移需依据计算结果进行补偿和校正；竖向压缩时，每层的层高应增加一个补偿值。在施工过程中，中心筒会出现偏心情况，偏心调整应在每层进行，可通过纠正由重力荷载产生的侧移（包括弹性位移、基础底板沉降差、徐变、收缩等）来实现补偿。
竖向进行缩短。结构在竖向方面进行压缩，每层平均压缩 4mm，整座建筑的顶点高度为 650mm，通过对每层标高进行调整以实现补偿。
钢筋混凝土竖向构件受收缩和徐变的影响，其内力会在钢筋和混凝土之间进行重新分配。因为要求两者应变相同，所以混凝土分担的内力会逐渐减少，而钢筋的内力则会相应增加。在哈利法塔的第 135 层，墙、柱中钢筋与混凝土的内力比会从 15%与 85%变为 30%与 70%。
基础设计采用了摩擦桩与筏板相结合的基础形式（见图 5）。该工程的地基由胶结的钙质土和含砾石的钙质土构成。天然地基土与混凝土桩表面的极限摩擦力在 250 至 350kPa 之间。有 194 根现场灌注桩，其长度约为 43m，直径为 1500mm，设计承载力为 3000kN。在现场进行了压桩试验，最大压力达到 6000kN，桩尖深度为 -70m。迪拜地下水具有腐蚀性，其中氯离子浓度为 4.5%，硫的含量为 0.6%。基于此，桩选用了 C60 混凝土，并且添加了 25%的粉煤灰和 7%的硅粉，水灰比为 0.32，坍落度达到 675mm。
图5 桩筏联合基础
筏板的厚度为 3.75m，使用的是 C50 自密实混凝土，其中添加了 40%的粉煤灰，水灰比为 0.34，并且在现场进行了坍落度和流动性的试验。钢筋的间距在两个方向上均为 300mm，不过在每一个方向上每隔 10 根钢筋就取消 1 根钢筋，这样就形成了 600mm×600mm 的无钢筋洞口，以便于浇筑混凝土。为了减轻地下水的腐蚀作用，在底板上铺设了一层由钛丝编织而成的阴极保护网。
筏板与桩以及周边土体进行了三维有限元分析。分析得出的结果是基础长期沉降为 80mm。在施工到 135 层时，沉降达到了 30mm。工程完工之后，实际测量的沉降为 60mm。
施工技术创新
混凝土有配合比。竖向结构的混凝土需 10 小时强度达到 10MPa，以此确保混凝土施工能正常循环。最终强度要达到 80MPa（针对 127 层以下）和 60MPa（针对 127 层以上）。C80 混凝土的弹性模量为 44000MPa。并且，混凝土需具备良好的和易性，要有适合 600m 泵送高度的坍落度。迪拜冬天冷且夏天炎热。不同季节需要对混凝土的强度增长率进行调节。不同季节也需要对混凝土的和易性损失值进行调节。
混凝土进行超高泵送。哈利法塔创造了一项世界纪录，即混凝土单级泵送能达到 606m。要达到这样空前的高度，最大的困难在于混凝土的配合比设计。为此采用了 4 种不同的配比，这样就能用较小的压力将混凝土送到不同的高度。泵送的混凝土含有 13%的粉煤灰和 10%的硅粉，集料的最大粒径为 20mm，具有自密实性，坍落度为 600mm。使用了 3 台处于世界领先地位的最大型混凝土泵，其压力能够达到 350bar，并且配备了直径为 150mm 的高压输送管（如图 6 所示）。
图6 混凝土泵
进行模板施工以及混凝土浇筑。整个基础筏板的混凝土量将近 45000m³，将其按照中心部分和三个翼板划分成 4 段来进行浇筑，并且每段之间相隔 24 小时。
上部结构的墙体通过自升式模板系统来进行施工，具体情况见图 7。端柱采用钢模进行施工。无梁楼板是以压型钢板当作模板。首先进行中心筒及其周边楼板的浇筑工作。接着浇筑翼墙以及相关的楼板。最后进行端柱和附近楼板的浇筑，见图 8。
图7 自升式模板系统
图8 墙体混凝土浇筑
施工需要进行监测。哈利法塔的高度达到了 828m，在施工过程中，施工测量控制成为了一个突出的问题。因为现有的测量手段无法满足要求，所以采用了全球卫星定位系统 GPS 来控制施工全过程的精度。
迪拜哈利法塔高度达 828m，建筑面积达 52 万 m²，为我们提供了诸多设计和施工经验。国内有 632m 的上海中心、680m 的深圳平安保险大厦等一批 600m 以上的建筑即将竣工，这将使我国的高层建筑技术提升至新的水平。
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