关键词:超高层建筑；施工模拟；建筑结构；进展实践
现在城市内的人口数量的人口越来越多，所以高层和超高层建筑也越来越普遍。超高层建筑所容纳的人口更多，所以其安全性就显得尤其重要。这种建筑高度很高，所以高度和宽度之间的比值也随之扩大，抗震和风荷载情况也发生了改变，所以提高了设计难度。本文以相关研究作为基础，针对其模拟计算以及其他方面进行了一些探讨。
一、关于模拟计算环节
近年来建筑工程不断走向高层化和巨大化，在这种趋势下，建筑工程的内里 越来越大，尤其是重力对结构的影响更加明显。在建筑过程中，可以说某一层建筑结构施工完毕之后，其荷载以及应力情况就已经基本不会发生变动。但是如果仅仅计算不同荷载之下的情况，没有考虑到纵向应力的累加，那么随着层数的增加，误差也会不断扩大。所以我们应该认识到模拟计算的重要性，这样才能给建筑工程带来足够的安全性。
对于早期的施工来说，其模拟是在以下条件下进行的：首先在混凝土的强度达到某相应的数值时，就直接将模板拆除，这样可以让楼梯结构直接承担符合；其次，众所周知，重力的方向是竖直向下的，所以模拟的过程中，下部荷载可以视为从上部而来的作用力；最后，施工时可以逐层进行找平，控制各结构。
我们应用比较广泛的模拟方法例如逐层激活的算法以及分区激活的算法。相比之下，逐层激活的算法是是在有限元画图软件当中，将何在结构以及结构单元自身重量视为0，之后逐层来激活有限单元。相比之下，这种算法最大的优势就是能够最大程度上避免荷载以及刚度对整个结构产生的影响，不断提高结构的稳定性。但实际上这种计算方法具有着计算量庞大的劣势，分区激活这种算法是在逐层激活算法上加以改进而来的算法。如果整个楼体高度过高、高度过高，就可以首先将其分区，之后结合实际施工过程来减少计算量。
二、模拟施工建设方法分析
（一）逐层激活方法
这种方法最大的优势就是能够避免误差的累加，因此，这就需要在设计超高层建筑中运用逐层激活的方式开展工作，并结合有限元软件的方式而将结构中对应的单元进行“杀死”，这就能够保障超高层建筑可以在荷载能力以及自重良好的条件下开展工作，此时结构所承载的属性是零。接着根据具体结构的实际情况而进行施工，但是这需要在顺序方面做好安排工作，并能够通过逐层激活的方式而更好地提升超高层建筑承载重力的能力（见图1）。
A 第一层激活 B 第二层激活
图1 逐层激活的方式图
采用“生死单元”的技术主要是更好地消除超高层的建筑结构中刚度和荷载情况，并且还能够更好地保障建筑施工中能够有效地保障建筑的质量。通过这种方式建筑能够较为真实地掌握超高层建筑的情况，并为施工做好准备。
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（二）分析分区激活的方式
一般情况下，一些超高层的楼中其高度会达到500米，而建筑的层数也有100多层，因此，在实际的施工之前，就可以通过模拟分区的方式而进行激活。这种方式就是讲超高层的结构进行分段处理，而其中的每个不同的区段都能够设计楼层，而实际施工中则主要是采取自下而上的方式进行依次激活，采用这种计算方式就能够帮助人们减少计算量，而且计算结果所出现的误差也不会太大。除此之外，超高层的建筑结构还在地面会增加一些措施，例如隔墙、吊顶、机电设备及幕墙等，这在无形中会增加了建筑结构的恒荷载压力，再加上建筑室内外的装修等都会增加压力。然而采用分区激活的方式进行模拟可以将这些压力进行分散，从而减少了施工结构所需要承受的压力。
三、超高层建筑中的剪力墙板
超高层建筑中的剪应力墙板一般分为内嵌剪应力墙板和钢板剪力墙板。内嵌剪应力墙板是指通过框架柱与框架梁中内嵌不同的墙板。其中，延性剪应力墙板的侧向力刚度大，使其能抵抗更大的侧向力。与此同时，其耗能性也好，故抗震效果也不错。另外一个突出优点就是基本不承受竖直载荷，主要是水平载荷。但单元划分过多时，使计算量又过大。钢板剪力墙板作为一种新型的抗侧力实体，主要是用来提供侧向力刚度、抗剪强度和抗震延展性，其特点主要有自身重量轻和便于安装。钢板墙自身的延展性很好，一般不会出现承载力不足的情况，正是由于这样，也产生了许多抗震的理念。
四、混凝土收缩徐变影响分析
混凝土的收缩徐变是指混凝土自身在凝固和受载荷时，会有收缩和徐变的情况。正常状况下，徐变和压力成比例关系，尤其是轴压比会影响竖向结构的变形量。因为钢构件没有这一现象，所以在施工设计时，要考虑这一环节。随着楼层的增加，收缩徐变现象会越来越明显，会影响梁等构件产生大的额外内力，从而使结构的安全性降低。
五、温度作用与基础沉降
（一）温度作用
由于超高层建筑体的施工周期长，也决定了在施工过程中要经历多次温度大范围的变化。温度变化的差异，会使结构变形并产生内应力，影响安全和施工。一般的施工过程，会采用全空调系统，用玻璃作为保护层，使室内温度变化不大。减小温度作用可以采取以下措施：（1）合理控制大型支撑和桁架的安装温度；（2）框架和筒之间用铰链链接；（3）严格控制材料护养温度。
（二）基础沉降
基础沉降主要由地基的不均匀或建筑体上部结构的载荷差异大等原因引起。施工时可以采取如下措施减小其影响：①在灌注桩环节采用后后注浆技术，可以使沉渣在底部得到良好的凝结，承受更大的载荷；②通过合理调整桩型、桩距等，增大桩基刚度，从而减小沉降量；③在主体与副体间采用后浇带，可以减小沉降量。
六、结语
其实总体上来说，超高建筑工程的设计本身是非常复杂的，首先应该进行精确模拟，之后选择合适的激活顺序。在施工过程中也应该结合建筑工程自身的特点选择最为合适的安装顺序，这样才能不断提高设计水平。总体上来说，能够影响到混凝土结构稳定性的因素非常多，空气的湿度和温度都会产生较大的影响，这就要求设计人员把握时机，合理安排工期。另外对于建筑工程来说，控制沉降差异也是一项非常重要的内容。本文针对上述内容展开了一些论述，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
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论文作者:郑伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/27
标签：结构论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 方式论文; 应力论文; 建筑论文; 温度论文; 《防护工程》2017年第36期论文;