Menurut Council on Tall Buildings and Urban Habitats (CTBUH), yang merupakan otoritas gedung pencakar langit, kita sedang memasuki era bangunan “megatall”. Bangunan megatall adalah bangunan yang tingginya lebih dari 1.968 kaki. Saat ini, hanya ada tiga bangunan seperti itu: Burj Khalifa di Dubai, dengan ketinggian 2.717 kaki, merupakan gedung tertinggi di dunia dan selesai pada tahun 2010, Menara Shanghai yang selesai dibangun pada tahun 2015 di Shanghai, Tiongkok dengan ketinggian 2.073 kaki. dan Jam Kerajaan Makkah Menara setinggi 1.972 kaki di Mekah, Arab Saudi selesai dibangun pada tahun 2012.
Pada tahun 2020, jumlah gedung mega tinggi akan meningkat lebih dari dua kali lipat dengan selesainya Pusat Keuangan Ping An di Shenzhen, Greenland Center di Wuhan, Merdeka PNB118 di Kuala Lumpur, dan Kingdom Tower di Jeddah, Arab Saudi yang semuanya sedang dalam tahap pembangunan. Untuk membangun raksasa ini, para insinyur harus menemukan cara baru dan inovatif untuk melawan gravitasi, pusaran angin, serta beban lateral dan seismik.
Pencakar langit pertama di dunia, Gedung Asuransi Rumah di Chicago, merupakan gedung tinggi pertama yang menggunakan konstruksi kerangka menggunakan baja struktural untuk menopang berat bangunan. Upaya untuk membangun gedung yang lebih tinggi telah dimulai dan tampaknya tidak akan ada habisnya mengenai seberapa tinggi kita ingin membangunnya. Dalam beberapa tahun, kita akan melihat bangunan pertama yang mencapai ketinggian 3.280 kaki (1 km), meskipun bangunan yang lebih tinggi masih diusulkan. Suatu hari kita bahkan mungkin melihat gedung pencakar langit setinggi satu mil. Frank Lloyd Wright membayangkan sebuah kota pada tahun 1956 yang disebut The Illinois, yang menurutnya secara teknis mungkin dilakukan pada saat itu.
Rangka baja struktural penahan beban yang dibuat oleh arsitek William Le Baron Jenney untuk Gedung Asuransi Rumah mengarah pada pengembangan kerangka Chicago. Struktur tabung yang dikembangkan oleh Fazlur Khan pada tahun 1960-an melibatkan kolom-kolom di sepanjang bagian luar suatu bangunan yang saling terhubung satu sama lain dan menjadi inti bangunan. Hal ini memungkinkan lebih banyak ruang lantai yang dapat digunakan dalam bangunan karena lebih sedikit kolom interior yang dibutuhkan dan digunakan secara luas untuk bangunan dengan tinggi lebih dari 40 lantai selama beberapa dekade.
Berbagai inkarnasi berdasarkan tabung dikembangkan selama bertahun-tahun seperti tabung rangka dan tabung bundel yang digunakan untuk Menara Willis (Sears). Salah satu batasan pada sistem tabung adalah bahwa dasar bangunan harus tumbuh secara proporsional dengan ketinggian, sehingga diperlukan tapak yang jauh lebih besar untuk bangunan super tinggi.
Sistem struktural terus berkembang dan diperbaiki. Untuk Burj Khalifa, sistem inti penopang dikembangkan, menampilkan inti pusat heksagonal dengan tiga penopang segitiga untuk stabilitas. Kingdom Tower akan menampilkan evolusi berikutnya dari sistem struktur ini dengan inti yang tetap ditopang.
Gedung-gedung tinggi bergoyang tertiup angin, memang dirancang demikian. Untuk mengurangi goyangan yang dirasakan penghuni gedung, beberapa gedung pencakar langit memasang peredam massal di dekat bagian atas gedung. Peredam pada dasarnya adalah pendulum raksasa yang berfungsi sebagai penyeimbang dan sering kali terbuat dari pelat baja konsentris raksasa yang ditumpuk di atasnya dan dilas menjadi satu. Ketika angin menerpa bangunan, peredam akan berayun ke arah berlawanan dengan frekuensi yang sama untuk mengurangi pergerakan bangunan.
Menara Shanghai memiliki peredam massa seberat 1.200 ton yang digantung di atas peredam arus eddy. Peredam arus eddy terbuat dari pelat tembaga besar yang dilapisi magnet. Muatan elektromagnetik yang tercipta ketika peredam massa melewati magnet memperkuat efek redaman. Metode lain untuk mengurangi vortisitas angin adalah dengan meruncingkan desain bangunan saat bangunan menjulang tinggi, membuat takik atau membuat penampang melintang yang bervariasi untuk membingungkan angin, atau membuat bukaan di tengah bangunan untuk melemahkan vortisitas.
Kendala lain yang harus diatasi oleh para insinyur adalah sistem transportasi gedung. Kabel baja berat yang digunakan untuk mengangkat elevator membatasi ketinggian yang dapat dilalui elevator dengan aman hingga sekitar 1,640 kaki karena beratnya kabel. Semakin tinggi dan ukuran motor serta tenaga yang dibutuhkan untuk mengangkatnya serta struktur yang diperlukan untuk menopang beban menjadi tidak layak.
Membawa penghuni ke lantai yang lebih tinggi tanpa perlu waktu lama atau harus berhenti di beberapa sky lobi untuk berpindah elevator merupakan suatu tantangan. Gerbong lift bertingkat dan kontrol terkomputerisasi digunakan untuk mengantarkan penumpang ke lantai yang diinginkan secara efisien sekaligus meminimalkan waktu tunggu. Terobosan baru dalam pengurangan getaran dan pengaturan tekanan membuat perjalanan yang lebih cepat menjadi lebih nyaman dan mengurangi muntah-muntah.
Pada tahun 2013, KONE, perusahaan elevator asal Finlandia, memperkenalkan UltraRope yang dilengkapi inti serat karbon yang terbungkus dalam lapisan gesekan tinggi. Kabel baru ini berbobot 90% lebih ringan dibandingkan kabel baja setara, tahan dua kali lebih panjang, akan mengurangi konsumsi energi sebesar 15% dan akan memungkinkan gerbong elevator menempuh jarak hingga 3,281 kaki, dua kali jarak dari ketinggian efektif maksimum kabel baja saat ini. UltraRope pertama kali dipasang di hotel Marina Bay Sands di Singapura.
Lift yang menggunakan teknologi UltraRope sedang dipasang di Kingdom Tower yang saat ini sedang dibangun di Jeddah, Arab Saudi. Pencakar langit mega tinggi ini diharapkan menjadi gedung tertinggi di dunia ketika selesai dibangun, mencapai ketinggian 3,281 kaki. Gedung ini akan menggunakan UltraRope untuk mencapai lift lift tertinggi di dunia pada ketinggian 2,165 kaki. dan menampilkan mobil bertingkat tercepat di dunia yang akan bepergian dengan kecepatan 22 mph.
ThyssenKrupp, di sisi lain, mengatasi masalah kabel baja berat dengan membuangnya sepenuhnya. Dengan sepenuhnya menghilangkan penggunaan kabel untuk mengangkat dan menurunkan gerbong elevator, MULTI ThyssenKrupp berarti elevator akan mampu mencapai ketinggian jauh melebihi yang diizinkan oleh teknologi UltraRope KONE. Selain membebaskan elevator dari batasan ketinggian, hal ini juga akan menghilangkan batasan yang hanya dapat bergerak dalam dua arah, atas dan bawah. Teknologi ini akan memungkinkan gerbong elevator berjalan secara horizontal maupun vertikal dan beberapa gerbong dapat beroperasi di setiap poros secara bersamaan.
Tahun lalu ThyssenKrupp meluncurkan model kerja skala 1:3 dari sistem MULTI mereka di Pusat Inovasi mereka di Gijón, Spanyol. Mereka berencana untuk menyiapkan model skala penuh untuk demonstrasi publik tahun depan di menara pengujian baru mereka di Rottweil, Jerman. Menara uji ini diperkirakan akan memulai operasi uji coba pada bulan Desember.
MULTI menggunakan teknologi motor linier levitasi magnetik yang sama dengan yang digunakan pada Kereta Maglev Shanghai Transrapid. Transrapid International adalah perusahaan patungan antara ThyssenKrupp dan Siemens. Sistem kontrol dan fitur keselamatan untuk MULTI akan didasarkan pada sistem elevator TWIN ThyssenKrupp yang memungkinkan dua gerbong elevator beroperasi secara independen satu sama lain dalam poros elevator yang sama. Gerbong elevator self-propelled akan dilengkapi sistem rem multi-level dan transfer daya induktif dari poros elevator ke masing-masing gerbong.
Teknologi juga berperan dalam merancang dan membangun gedung-gedung tinggi. Teknologi pencetakan 3D memungkinkan para insinyur dengan mudah membuat prototipe beberapa komponen bangunan dan mengujinya di terowongan angin. Pemodelan Informasi Bangunan (BIM) dan pemodelan komputer 3D memungkinkan arsitek dan insinyur menilai secara akurat bagaimana kinerja bangunan di lingkungan dunia nyata, sehingga dapat mengurangi elemen struktural berlebihan yang harus diandalkan oleh gedung pencakar langit di masa lalu.
Apakah tren gedung-gedung mega-tinggi akan terus berlanjut, masih belum ada yang bisa menebaknya. Biaya akan terus menjadi faktor untuk mencapai pertumbuhan yang lebih tinggi. Meskipun hanya ada empat gedung mega tinggi yang saat ini sedang dibangun, terdapat lebih dari 140 gedung pencakar langit super tinggi, yang tingginya lebih dari 300 meter, yang saat ini sedang dibangun di seluruh dunia.
Mungkin suatu saat CTBUH harus membuat klasifikasi baru, seperti "hypertall" atau "gigatall". Proyek Bride of the Gulf yang dibangun pada ketinggian 3.780 kaki di Basra, Irak akan melampaui Kingdom Tower, yang masih dalam tahap pembangunan, sebagai menara tertinggi di dunia.
Untuk sebagian besar gedung-gedung tinggi, para ahli sepakat bahwa yang menjadi persoalan bukanlah seberapa tinggi suatu struktur dapat dibangun dengan aman, namun lebih merupakan pertanyaan tentang berapa banyak uang yang bersedia dikeluarkan seseorang untuk mencapainya.