超高层混合结构施工阶段结构性能评估与控制

戴丕艺 邹鸿雁

摘 要：本文分析了超高层混合结构施工阶段主要内容，并对结构性能评估方法进行全面阐述，超高层混合结构施工对于施工人员有着较高要求，需要施工人员具有较强的专业技能，对结构性能进行全面评估与控制，这样才能确保施工阶段顺利进行，进而提高工程质量。

关键词：超高层混合结构；施工阶段；结构性能；评估与控制

1 引言

近年来，城市化进程逐渐深入，使得建筑工程项目逐渐增多，为超高层建筑发展提供了有利条件，与普通建筑相比，超高层建筑具有较大难度，不仅施工周期较长，而且在施工阶段容易受到外界因素的影响，出现自然灾害或人为灾害，这就需要工作人员对其进行结构性能评估，提高结构的稳定性。

2 超高层混合结构施工阶段主要内容

超高层建筑是一个复杂的工程，在施工阶段会涉及到很多方面内容，不仅施工时间较长，而且容易出现资金周转问题，并且结构体系具有时变性，容易受到结构刚度变化的影响，这就需要工作人员了解施工阶段相关内容，这样才能做好充足的准备，确保超高层建筑的安全性。首先，工程量较大。在对超高层建筑进行施工时，施工环节数目相对较多，工作难度相对较大，常常需要施工人员在高空下进行作业，这就需要确保施工人员的安全性，避免安全事故的发生[1]。因此，在施工之前，施工单位领导要加强对施工人员的培训，使其具有较高的安全意识，做好安全防范措施，这样不但能够确保超高层建筑整体质量，还能避免给施工人员带来安全隐患。有的项目较为复杂，需要施工人员相互配合，这就需要提前做好规划，对各个阶段的工作进行明确规定，使施工人员明确自己的工作任务，进而提高施工效率。

其次，地基掩埋深度较深。由于超高层建筑楼层较多，并具有较高的高度，这就需要超高层建筑具有较强的稳定性，所以，工作人员要对其进行合理规划，使稳定性控制在一定范围内，这样不但能够确保地基的牢固性，还能延长超高层建筑使用期限，在这个过程中，工作人员要预留出一定地基深度，这样才能达到预期的效果。最后，施工技术水平较高。钢筋混凝土是超高层建筑结构中常用的一种材料，在使用这种材料之前，需要工作人员对钢筋进行连接，对模板进行加工，一方面能够发挥出该种材料的内在价值，另一方面能够提高材料整体性能，与此同时，对于施工技术水平提出了较高要求，需要施工人员具有较高的专业技能，这样才能做好超高层施工工作，进而确保整个工程顺利完成。

3 结构性能评估方法

3.1 作用与荷载

与使用阶段相比，施工阶段结构荷载持续时间相对较短，如图所示可知，当建筑高度大于250m时，施工周期主要在10a以内，并且在4、5之间较为集中，工作人员可以根据这一特性对水平荷载进行设防[2]，这样不但能够确保荷载设防标准符合规定要求，还能确保整个施工顺利进行。在施工阶段，超高层建筑对于地震反应重现期相对较短，需要工作人员对地震烈度不断减弱，这样才能达到规定的标准，如果工作人员对地震加速度不断增加，能够得到设计反应谱曲线。当雷洛数达到一定数值时，会使建筑物逐渐形成漩涡周期性脱落，这样不但能够使脱落频率与结构自振频率相一致，从而产生较强的共振，如果脱落频率在达到相关系数后，会与自振频率数值相同，这就需要工作人员对共振区进行充分考虑，以建筑高度为基础进行合理折算，从而确定荷载数值。在对风荷载进行计算时，工作人员要掌握结构高度、迎风面面积等数值变化，并根据结构状况对风荷载进行有效对应，确保结构的合理性。其中恒载涉及到很多方面内容，如构件、模板等，设备及施工人员对应恒载有着较大影响，因此，工作人员要对设备进行合理安排，确保其荷载符合规定要求，这样不但能够提高工程整体质量，还能对结构性能进行全面评估。非荷载指混凝土发生收缩、基础不均匀导致沉降现象的发生，需要工作人员在施工阶段对其进行充分考虑。

3.2 性能目标

在进行抗震设计时，使用性能具有至关重要的作用，工作人员可以把超高层建筑分为几个类别，如特殊设防类、重点设防类等，这样不但能够加强施工人员对于高层建筑的了解，还能根据建筑实际情况选择合适的施工技术及方法。对于设防较高的建筑，需要有抗震性能较高的目标作为支撑，这样才能达到预期的效果。根据施工阶段结构情况把其分为几个性能水准，水准一性能基本完好，结构构件没有出现损坏现象，所有设备都能正常运行；水准二性能轻微破坏，一些结构部件存在一定安全隐患，能够对结构稳定性进行保持；水准三性能损坏相对严重，需要工作人员对其进行控制。由此可知当性能目标不同时，结构性能控制指标也会有所不同，这就需要工作人员通过性能目标来找到相应的控制指标，这是超高层结构的必然要求，主要由于在施工期间，结构体系不断发生变化，使得结构状态也发生相应的变化，在此情形下，需要工作人员根据实际情况作出正确的性能评估，从而把其控制在规定范围内。

4 实例分析

本文主要以上海中心大厦为例进行阐述，以此来说明结构性能评估情况及相应方法，由于这一建筑具有一定的代表性，通过对其进行分析不但能够增强工作人员对结构性能的了解，还能选择合适的性能目标。

4.1 结构体系

上海中心大厦结构主要有刚性核心筒、巨柱等构成，在对其进行计算时，其一，工作人员要对施工顺序进行假定，按照一定顺序进行操作，这样不但能够确保施工顺利进行，对施工进度进行有效控制，还能增强施工单位领导对施工进度的了解，从而制定合理的方案。其二，在施工阶段，工作人员不需要对连梁刚度进行考虑，一方面能够节省大量时间，提高施工进度，另一方面能够使工程如期完成。为了验证结构是否达到规定标准，工作人员要对不同结构状态进行验证，然后对刚度进行计算，从而确定结构稳定性是否达标。

4.2 施工阶段结构性能评估与控制

在施工阶段，由于结构状态不同，使得结构性能有所差异，在此期间，工作人员可以利用相关软件进行分析，建立相应的模型，对材料性能进行综合考虑，了解其材料的时变性，这样不但能够提高结构整体性能，还能提高建筑的安全性。在整个过程中，工作人员可以根据施工情况把其分为几种结构状态，这就需要工作人员以实际情况为基础，按照施工顺序进行操作，这样不但能够对各个部分内容进行有效连接，还能使其处于最佳状态，提高结构的稳定性。在风荷载作用下会使得位移角发生变化，要想使位移角满足相关要求，需要工作人员对结构进行全面分析，从而使结构性能更加合理。

5 结束语

综上所述，此种结构性能评估方法具有较高的可行性，能够在超高层建筑中得到广泛应用，这就需要工作人员以建筑物为基础，对结构性能指标进行确定，掌握不同结构状态下的相关数值，对其进行性能评估，这样不但能够了解超高层结构实际情况，还能确保结构符合規定要求，进而提高建筑物整体质量。

参考文献：

[1] 赵昕，刘南乡，孙华华，郑毅敏，丁洁民. 超高层混合结构施工阶段结构性能评估与控制[J]. 建筑结构学报，2011（7）：22～30.

[2] 朱川海，方朔，赵昕，丁鲲. 超高层建筑核心筒超前施工结构性能分析与设计[J]. 建筑结构，2013（1）：985～990.