超高层建筑结构施工控制

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1、超高层建筑结构施工控制施工控制的重要意义与其它工程一样，超高层建筑设计蓝图要变成工程现实都有一个必经环节---施工。因此，严格地说，超高层建筑工程的最终状态不但受设计控制，还受施工影响，施工过程在超高层建筑工程的最终状态中留下一定痕迹。施工过程因工程而异，复杂程度繁简各异，持续时间长短不一，施工对超高层建筑工程的最终状态的影响也就程度不同。工程越复杂，施工环节越多，施工对超高层建筑工程的最终状态的影响越强烈。如果对施工过程不严加控制，施工对超高层建筑工程产生的不利影响，轻则导致建筑功能不能正常发挥，重则给超高层建筑工程带来损伤，留下安全隐患，甚至

2、引发重大灾害事故。但是长期以来超高层建筑工程规模相对比较小，或者尽管规模巨大，但形态比较规则，因而施工过程比较简单，结构状态易于控制。所以，超高层建筑工程建设对施工控制技术的需求不甚迫切，相关研究非常薄弱，系统性的研究成果比较少，只有个别工程技术人员或企业结合工程建设的需要开展施工控制技术研究。1990年日本竹中工务店在大阪第一生命大楼工程建设中开发了预应力法施工控制技术[1]，解决了大跨度结构施工过程中挠度控制的难题，确保施工过程中相关楼层的平整度始终符合规范要求，为楼层混凝土浇捣创造了良好条件。美国罗伯逊（LeslieE.Robertson）

3、设计事务所在西班牙马德里的欧洲之门施工过程中，应用预应力法施工控制技术成功解决了双斜塔的垂直度控制难题。范庆国等人在建设上海金茂大厦的过程中，采用了标高预补偿、两阶段安装等多种方法解决了结构标高控制、核心筒与外框架变形协调和外伸桁架内力控制等施工控制问题。近年来，人的活动空间不断扩大与土地等不可再生资源的矛盾日益突出，发展超高层建筑对缓解这一矛盾具有积极意义，因此超高层建筑已经进入新一轮发展高潮，广州新电视塔等一大批超高层建筑正在或即将兴建。超高层建筑发展呈现以下显著特点：一是高度不断增加，2003年落成的中国台北101大厦高度突破500m，达5

4、08m，2010年竣工的阿联酋的哈利法塔大厦高度突破800m，达到828m，规划的建筑高度已经突破千米大关；二是体型奇特，为了追求强烈的建筑效果，造型更加新颖奇特，如西班牙马德里的欧洲之门地上25层，高95m，相向倾斜15，中国苏州东方之门地上77（71）层，高278m，顶部9层相连形成拱门，中国北京中央电视台新台址大厦更是将这一理念推向极至，地上52层，高234m，由两座双向6倾斜塔楼和连接两座斜塔顶部的15层高悬臂结构承载，构成由两个巨大的“Ｚ”字交叉缠绕的城市巨型雕塑；三是结构复杂，为了实现建筑意图，结构日趋复杂，结构体系巨型化趋势非常

5、明显。除巨型框架结构体系应用日益广泛外，斜交网格结构体系也开始成为超高层建筑抗侧向荷载结构体系，应用越来越多，广州新电视塔和广州国际金融中心都采用了斜交网格结构体系作为抗侧向荷载结构体系。超高层建筑高度的不断增加、造型的多样化和结构的复杂化给工程技术人员提出了严峻挑战。必须积极借鉴控制论思想和方法，优化施工工艺流程，控制超高层建筑结构施工过程，保障超高层建筑施工安全，提高超高层建筑结构可靠性。2.1施工控制原理超高层建筑施工控制是控制论在高层建筑施工中的应用，是建筑工程施工工艺与工程控制论相结合的产物。2.1控制论原理自从1948年诺伯特维纳发

6、表了著名的《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。控制论是研究各类系统的调节和控制规律的科学，是具有方法论意义的科学理论，它的理论、观点，可以成为研究各门科学问题的科学方法，也可以为超高层建筑施工控制提供理论指导。（1）基本概念控制论的基本概念包括系统、控制、信息、输入、输出、反馈和状态等。系统是由相互制约的各个部分组成的具有一定功能的整体。控制是施控者选择适当的手段作用于受控者，以引起受控者的行为发生预期变化的一种策略性的主动行为。信息是贯穿于一切控制过程（传递、变

7、换和处理）的本质因素。输入是环境对系统的激励，输出是系统对输入激励的响应。把系统受上一步控制作用而产生的效果（输出）作为决定对系统下一步如何控制（输入）的依据，这种行为或策略称为反馈。状态是系统组织和功能的总和。（2）基本结构无论结构多么复杂，一个控制系统必然包含被控对象和控制装置两大部分，六种基本元件，如图2所示：1）测量元件：检测被控制的物理量，获得控制所需反馈。2）给定元件：给出与期望的被控量相对应的系统输入量。3）比较元件：把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的输入值进行比较，求出它们之间的偏差。4）放大元件：将比较元件给出的偏差信

8、号进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。5）执行元件：直接推动被控对象，使其被控量发生变化。6）校正元件，也叫补偿元件：使结构或参数