朱展华
佛山南方建筑设计院有限公司 邮编：528000
摘要:当下楼层结构超高的楼房建筑遍布城镇,修筑施工的综合科技水准已发展到了比较成熟的程度。楼层超高的楼房项目在实际进行修筑时,对整体架构的把握属于施工任务中最为关键的内容。随着高层建筑数量的增加，建筑规模也不断扩大，导致超高层建筑的结构更为复杂，一定程度上增加了建筑施工的难度，同时也促进了建筑结构施工技术的改革。本文通过对超高层建筑施工模拟理论进行介绍，进一步分析施工模拟技术在超高层建筑施工结构中的应用情况。
关键词:超高层建筑；结构施工；模拟技术
随着施工技术的不断发展，现代工程的施工规模逐渐扩大，施工结构体系变得更为复杂，施工结构设计与整个工程施工之间的联系越来越紧密，施工方法的不同会严重影响到施工结构的内力和变形。尤其是在大型工程施工过程中，如果不考虑施工过程受到的影响，就会导致施工结构在施工过程中出现受力不均匀或者是变形的情况，从而为施工安全埋下隐患。在建筑结构施工中，施工顺序对建筑结构的内力有明显的影响，因此，超高层建筑施工需要采用结构逐层或是分区激活的方式对实际施工过程进行模拟，方便在实际施工过程中调整施工顺序，使施工受力更为合理，从而减少施工过程中的用钢量，提高建筑质量的同时节省施工成本。
1超高层建筑施工模拟理论分析
1．1超高层建筑结构进行施工模拟分析的必要性
在建筑施工过程中，从开始施工建设阶段到建筑的投入使用阶段，再到最后的维修阶段是整个建筑的生命周期，由于施工阶段会受到建筑结构不完整、结构抗力不成熟等多种因素的影响，使得建筑结构在施工阶段的平均风险增大，这一阶段也被称为建筑结构最为脆弱的阶段。据有关数据统计，建筑结构倒塌事件多发生在施工阶段，主要在于施工设计没有考虑到施工中的众多影响因素，并且施工管理人员没有对施工过程中的复杂情况进行计算和分析，因此造成建筑施工阶段的结构倒塌事故。因此，对于施工过程的模拟以及施工结构应力状态的有效控制是工程建筑施工中的主要内容。
1．2超高层建筑施工模拟理论介绍
由于超高层建筑的结构层数较多，并且高度也在一般建筑的高度之上，在施工中，柱子和墙的轴向力和轴向变形都很大，施工过程中需要考虑到柱子轴向变形对工程结构的影响，这样才能够确保计算结果和实际情况不会有很大的出入。在建筑水平受力的作用下，轴向变形影响的计算较为简单，主要原因在于水平力的施加是在建筑结构完成后一次性施加的，因此在施工模拟中可以采用整体结构的计算模型，通过一次性的计算就能够得到准确数值。如果建筑施工过程中受到竖向荷载的作用，施工结构就会更为复杂化。随着施工过程的进行，结构的自重会逐层增加，从而对柱子和墙体产生压缩变形的影响，但是每一层施工中楼层标高的找平都是按照施工进程进行的，因此，这种标高找平的方式一定程度上就会抵消墙体受力产生的压缩变形。采用一次性加载计算的方式会过高估计轴向变形的影响，导致楼层的轴向变形值增大。所以，在阶段施工过程中需要附加模块计算楼层框架的轴向拉力。阶段施工中用户可以定义一个阶段序列，通过选择性的增加或者是去除部分结构，然后施加荷载到结构的一部分，通过逐步施工、顺序施工以及分段施工的方式加强对建筑工程结构的分析，从而对超高层建筑的整体结构进行合理的布置。
2施工模拟技术在超高层建筑施工结构中的应用
2．1分区激活法
在超高层建筑施工中的应用分区激活法是在逐层激活法的基础上形成的一种新型的建筑模拟计算方法，建筑施工中，为了避免简化施工模拟法引起的误差，常常会使用逐层激活法杀死所有结构单元再按照结构施工顺序逐层施工。但是，超高层建筑的高度比一般建筑都高，楼层数量自然也很多，一般400米高的建筑楼层就能够达到100层，这种建筑的施工模拟采用逐层激活模型会有很大的计算量，为了减少建筑结构模型的计算量，可以在逐层激活法的基础上考虑采用分区激活算法。这种激活算法就是将超高层建筑结构沿高度分为不同区段，每一个区段中包含不同数量的楼层，在施工模拟过程中，采取从上至下的激活方法分区段激活，采用这种施工模拟方法很大程度上能够减小建筑施工结构的计算量，并且还能够避免计算结果出现误差。除此之外，对于超高层建筑来说，除了建筑的结构构件自重外，建筑的地面铺设、隔墙、以及机电设备等附加恒荷载占据较大的比重，室内外装修施工比较困难，在建筑结构施工模拟过程中可以反映出建筑室内外装修施工以及其主体结构的施工状况。建筑施工过程中采用分层激活法的具体模拟方法如图1所示。
图1中分层激活法的基本步骤设计中考虑到了结构构件的自重，并且在装修施工阶段还能够考虑到建筑地面的做法以及机电设备的附加恒载。建筑施工标高控制也是最为重要的一部分，一旦出现误差，势必会给建筑设备安装带来影响，为了避免这种现象，施工设计人员可以在建筑结构中产生附加力矩，并且在施工中随时调整竖向构件标高之间出现的差异，这样就会将标高对建筑设备安装的影响控制到最小。在混凝土结构施工中，对楼层标高进行调整可以适当的消除竖向构件压缩变形对建筑施工的影响。由于现代建筑施工中多采用钢结构和混凝土施工结构相结合的施工方式，对于钢结构构件的加工制作可以根据相关施工理论来调整构件的长度，并且通过焊缝对构建进行微调就能够确保整个工程施工中钢结构的稳定性。
2．2特殊结构的施工模拟方法的应用
转换结构作为一种特殊形式的施工模拟方法，在实际施工过程中具有多种施工形式，当整个建筑的上部荷载较大时，转换方式就可以采用多层托梁转换法。一般情况下，转换桁架及环桁架的构件高度可以占2—3个结构楼层，在此过程中，逐层施工模拟方式的使用无法正确计算结构的内力和变形情况。此外，逐层施工模拟计算方法也不能用于计算空腹桁架以及交错桁架结构。所以，需要在施工模拟过程中正确选择构件的激活范围，并且有效把握特殊形式的结构拆除模板的时机。对于钢板剪力墙以及后装内嵌剪力墙版的激活，需要在施工模拟计算分析中最后激活，这样能够有效避免建筑结构承受更多的重力荷载。
3结束语
超高层建筑结构设计施工中，施工模拟技术的应用对于构件内力的计算以及构件变形的计算具有重大意义，一定程度上能够保障建筑结构的施工安全。因此，在实际施工过程中需要根据构建的形式制定合理的施工顺序，才能够更好地发挥构件的性能目标。混凝土构件会受到多种因素的影响使其产生收缩变形，为了减轻混凝土构件所受的影响，需要采取综合措施解决该问题。除此之外，高层建筑施工中受温度作用的影响比较严重，需要根据建筑地点的气象资料以及工程施工的具体进度综合确定负温差。超高层建筑设计中还应该考虑到差异沉降控制，通过减小沉降量的方式来提升高层建筑结构的稳定性，保障建筑施工的质量。
参考文献:
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论文作者:朱展华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/10
标签：结构论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 过程中论文; 构件论文; 建筑施工论文; 《防护工程》2018年第11期论文;