D) Matériaux et sol adéquate pour la construction d'un gratte-ciel
Les architectes sont confrontés à de nombreux problèmes avec de si hautes tours. D'abord, le poids de la tour elle-même : plusieurs centaines de milliers de tonnes réparties sur une petite surface. Ou encore construite sur un terrain mou, Shanghai s'affaisse ainsi de
1) Les matériaux des gratte-ciel
Les matériaux ont évolué au cours des derniers siècles. Avant, nous nous limitions à l’acier pour la structure. Le béton armé fit sont apparition bien plus tard pour jouer ce rôle. C’est au niveau des façades que l’utilisation des matériaux est la plus diverse. Au début du siècle, on utilisait parfois des pierres taillées ou des briques. Le verre étant encore rustique, il cassait souvent. Nous avons essayé de varier les courbes, en utilisant des matériaux originaux, comme la céramique pour obtenir des couleurs claires. L’alliage de bronze du Seagram permet une teinte et un miroitement, propre au gratte-ciel. Aujourd’hui, il existe de nouveaux gratte-ciel dont la façade est entièrement vitrée ce qui permet des effets de couleurs, de réfléchissements, afin d’améliorer l’esthétisme. Si la surface n’est pas entièrement vitrée, on peut mélanger le verre et l’aluminium, ce qui permet de former un ensemble très uniforme.
a) L’acier
L’acier est un alliage à base de fer additionné d'un faible pourcentage de carbone. La teneur du carbone a une influence importante sur les propriétés de l’acier : l'augmentation de la teneur en carbone a tendance à améliorer la résistance mécanique et la dureté de l'alliage. On peut différencier plusieurs types d’acier : les aciers alliés et les aciers traités. L’acier fait sa première apparition à la fin du XVIIIème siècle et commence à être réellement utilisé qu’à partir du XIXème siècle.
On appelle acier allié, les aciers dont les propriétés peuvent être modifiées par un ajout de d’autres éléments (principalement métalliques).
On appelle acier traité, les aciers dont les caractéristiques ont été modifiées par des traitements thermiques.
Les intérêts qui nous ont fait utiliser l’acier dans la construction des gratte-ciel durant un certain temps sont liés aux propriétés mécaniques fondamentales de l’acier, tels que la résistance aux efforts (module d'élasticité, limite élastique, résistance mécanique), dureté, résistance aux chocs (résilience). De plus, son utilisation permet aussi de minimisé les coûts engendrés par la construction des bâtiments et nous devons aussi prendre en compte le fait que les aciers sont pratiquement entièrement recyclables (grâce à la filière ferraille). Mais l’utilisation de ce matériau a aussi quelques inconvénients tels que la mauvaise résistance à la corrosion ou le fait qu’il est assez difficilement à mouler et donc il est préférable d’utiliser un autre matériau plus léger et souvent plus couteux mais qui permet d’obtenir des formes volumineuses de formes complexes.
b) Béton
Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats (sable, gravillons) agglomérés par un liant. La composition du béton est toujours le résultat d’un compromis entre une série d’exigences généralement contradictoires. Le béton peut varier en fonction de la nature des granulats, des adjuvants, des colorants, des traitements de surface, et peut ainsi s’adapter aux exigences de chaque réalisation, par ces performances et par son aspect. Pour la construction de gratte-ciel, le type de béton le plus utilisé est le béton armé qui correspond à l'association de deux matériaux, béton et acier ayant le même taux de dilatation, basé sur leur possibilité d'adhérence. Les aciers résistent aux efforts de traction extension, tandis que le béton, à Les bétons simple résistent très bien à la compression mais très mal aux efforts de traction car ils ne sont pas élastiques. c) Le verre
Il fait son apparition au cours du XIXème siècle et est le matériau de construction le plus utilisé actuellement.
Une méthode de composition du béton pourra être considérée comme satisfaisante si elle permet de réaliser un béton répondant à des exigences telles que la résistance à la compression, une mise en œuvre facile, un faible retrait et un fluage peu important ainsi qu’un prix peu couteux.
La composition d’un béton et le dosage de ses constituants sont fortement influencés par l’emploi auquel est destiné le béton et par les moyens de mise en œuvre utilisés.
L’acier, quant à lui, est très souple et peut supporter et résister aux efforts d'extension.
Cette union permet aux ouvrages de supporter des charges plus importantes et de résister aux efforts variés que les bétons ordinaires ne supporteraient pas, tout comme les forces auxquelles sont soumis les gratte-ciel. 
Le verre est un matériau dur, fragile (cassant) et transparent qui a fait son apparition il y a voilà près de cinq millénaires au Moyen-Orient et en Égypte. Le verre prend une place importante dans 3 secteurs clés de l’économie: le bâtiment et les moyens de transport d’une part; les emballages et la communication.
Il est donc un matériau de construction très important dans l’architecture moderne. C’est un symbole de modernité dans le bâtiment, c’est pour cela que l’on l’utilise pour faire des façades en mur-rideau.
Utilisé dans le bâtiment, un vitrage plan soumis à un effort de flexion (effet du vent, de la neige, ...) a une face en compression et une face en extension. La valeur de la résistance à la flexion du verre est due au fait que le traitement de trempe, thermique ou chimique, met les faces du vitrage en compression. Utiliser un verre à Isolation Thermique Renforcé (ITR) entraîne une diminution de sensation de froid et élimine les risques de condensation. Employer des verres semi-réfléchissants permettant de diminuer "l'effet de serre" et de jouer avec les reflets de ces verres à couches d'oxydes métalliques. Le verre a aussi des fonctions de protection contre les blessures, puisque le vitrage qui assure le maintien en place de la paroi vitrée, évite les risques de blessure par coupure en cas de bris. Ou alors des fonctions de protection contre les explosions qui assurent la sécurité des personnes en évitant des projections d'éclats de verre en cas d'explosion ou encore la protection contre les incendies. Casse mécanique sur différents types de glace : La glace « Flat » recuite La glace ou verre armés La glace trempée thermiquement
Le verre dans le bâtiment a une fonction de vision et d’éclairement. La lumière naturelle étant essentielle à notre bien-être et notre santé. L'Architecte l'apprivoise grâce à un filtre magique : le verre. Et selon le verre utilisé, les effets rendus sont différents.
Utiliser des verres opalescents tels que les verres dépolis, sablés ou imprimés laissent pénétrer la lumière tout en obstruant la vue.
Mais le verre étant un matériau cassant, il engendre aussi pas mal de problèmes. Selon le type de verre, la casse mécanique peut être très différente, cela à surtout une influence sur la taille des débris de verre lors de la casse mais aussi leur résistance au choc et au changement thermique. 
En cas de bris les morceaux sont de grandes dimensions et très vulnérants. 
En cas de bris les morceaux sont importants mais sont retenus par l’armature de fils métalliques. Ainsi les risques de blessure graves sont très faibles.
En cas de bris sa fragmentation est fine et non contondante.
La glace trempée chimiquement 
Comme pour la glace trempée thermiquement, cela lui confère une résistance mécanique et au choc thermique remarquable, mais sa fragmentation est semblable à celle de la glace recuite.
Le vitrage feuilleté 
En cas de bris l’intercalaire plastique retient les morceaux de verre, les risques de blessures sont alors réduits.
Lors d’une casse thermique la surface du verre échauffée par le soleil (ou par un spot lumineux ...) va se dilater beaucoup plus que la partie froide. Cela va engendrer dans la partie à l’ombre une contrainte de traction qui, si elle est supérieure à la contrainte de rupture, va générer une casse à partir du point le moins résistant.
2) Les fondations et les sols.
Un gratte-ciel est très lourd (plusieurs millions de tonnes se concentrent sur une petite surface), plusieurs centaines de tonnes s’exercent sur les éléments de structure, situés en bas des gratte-ciel, et sur les fondations qui doivent assurer la stabilité du bâtiment notamment face aux séismes. (Le quartier de Manhattan se situe sur un sol entièrement rocheux, ce qui a permis de réaliser des constructions de grande hauteur, avec une importante concentration à cet endroit.)
Tous les sols ne permettent pas de supporter aussi bien les gratte-ciel et d’assurer une bonne sécurité parasismique. Si le bon sol n’est pas présent à la surface ou prés de celle-ci, il faut chercher à atteindre ces couches plus solides.
Les fondations sont souvent profondes et peuvent atteindre
Pour les gratte-ciel à structure noyau béton armé, les forces s’exercent sur une surface encore plus petite. Pour répartir ces charges, ce noyau pourra reposer sur une dalle précontrainte. Pour le World Trade Center, la roche acceptable pour supporter les charges se situait