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摘要：随着改革开放，现代化建设不断发展，中国步入飞速发展的黄金时期，各种高层建筑似雨后春笋般拔地而起，不仅经济实用型高层建筑越来越多，而且各种观赏性、趣味性的高层建筑也不断落成。与此同时各种问题工程也接踵而至，部分工程设计师盲目追求设计速度却忽略建筑的安全性，以致出现许多“豆腐渣”工程。因此，确保建筑尤其是高层建筑的安全性已成为刻不容缓的问题，而利用位移控制就是较为合理的手段之一，文章重点探讨利用位移控制来确保高层建筑安全性。
关键词：高层建筑施工；位移观测；方法
高层建筑的层间位移简而言之，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比，主要为限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求；由于高层结构在水平力的作用下将不可避免地发生扭转，所以符合刚性楼板假定的高层结构的最大层间位移往往出现在结构的边角部位，因此应注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度，减小结构的侧移变形。同时在设计中，应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
1位移与高层建筑
1.1 位移的种类及相互关系
位移是指高层建筑结构上的点或面发生没有变形的转动，可以分为线位移和角位移两种，而研究高层建筑在自然环境（风、雨、地震等）条件下产生的位移，不外乎以下几种；①层间位移Δo；②顶点位移；③层间位移差Δi=Δoi-Δoi-1。至于三者关系：Δi不等于Δo，且必小于Δo；Δa是所有楼层的Δo之和
1.2 位移的观测和测量
对于高层建筑的位移观测有多种方法，其中常用的是正倒垂线法，这是一种用来精确测量的方法，能够作为工程上的参考指标之一，具体如图1所示。
垂线的观测分为两种：一点支撑多点观测法和多点支撑一点观测法。前者是指只有一条垂线，在垂线不同的部位设置多个点进行勘测，后者是指在水平的高度处设置悬挂点，进行正垂线的观测（不适用反垂线），总体来说前者省时省力在位移勘测中应用较多。观测结果，相对位移即为正垂线测得结果，相反绝对位移为倒垂线测量结果。
2现代高层建筑的状况
在不同的国家和地区，高层建筑的定义也大相径庭。我国《高规》（JGJ3-2010）1.0.2条规定建筑楼层为十层以及超过十层或者距离水平地面高度超过二十八米的房屋为高层建筑。法定建筑高度的计算是从建筑的最高点（展望台、烟囱、天线等可不计入高度内）到地面的垂直距离。
2.1 现代高层建筑的优势
高层建筑能够最大程度地提高土地利用率，减少政府的投资，实现经济的最大化利用，从而促进城市的现代化进程。自改革开放以来，房地产的红火等，使得我国设计了大量的高层以及超高层建筑并取得了良好的成效。这些建筑不仅使我国建筑水平得到极大提升，还有效缓解了我国由于人口密度过大导致的住房紧张问题。建筑高度的不断攀升，能够引领整个建筑行业大跨步的前进，并且高层以及超高层建筑的发展也是经济发展的体现之一。
2.2 位移局限高层建筑的发展
限制高层建筑发展的重要因素之一就是位移，随着建筑物高度的不断上升，高和宽的比值不断增大，其结构抗侧刚度减小，由表1可得知，在地震荷载或者风荷载作用下，易使得侧向位移加大。如果对层间位移有更严格的要求，那必然导致建筑物造价的升高，不够经济。而如果位移控制过于放松，那么建筑物的安全性有没有很好的保证。因此合理的位移控制是限制高层建筑发展，也是保障高层建筑安全的必然条件。
3位移对高层建筑的控制性
高层建筑具有较多的楼层数，距离地面的高度较高，为了保证其安全性，建筑物必须具有足够的刚度，并对其层间位移加以控制。国家相关规范对层间位移角有严格规定，使高层建筑对抗震，防风方面具有良好的特性。拥有合理剪力墙布置的高层建筑往往具有更好的抗侧刚度，能经受住地震和飓风的考验。但是并不是剪力墙越多越好，当一个建筑中剪力墙的数量过多时，不仅仅会增加工程开支造成浪费，还会吸收很大的地震力，增加自身的负重，反而不利于高层建筑的抗震性能。相反剪力墙过少，虽然自身结构变得柔和了，受到的地震力影响较小，但是在强烈地震和风荷载的作用下，“其结构自身会产生较大的位移变形，导致结构整体失稳破坏，往往一击便跨，经不起考验。所以在建造高层建筑时，应根据其建筑所在地的抗震设防烈度、风荷载、场地类别、建筑高度等因素，选择合理的剪力墙数量，并优化布置。
4基于位移的抗震能力设计
针对地方的历史建筑物来观察位移发生的情况，以及现场需要继续深入解决的问题，将建设经验应用在后续的结构设计中，可以帮助提升设计任务的完成效率，并促进管理任务可以在现场得到更好的提升。抗震设计时要考虑工程的建设资金是否能够满足材料使用要求。对于墙体结构的设计，既要保持独立性，同时又要考虑最终结构的整体配合能力，可以按照结构的使用标准来进行各阶段的能力提升，以此来促进抗震能力提升，降低结构位移发生的几率。
完善能力谱方法，考虑高振型的影响，研究如何模拟剪力墙等抗侧力单元，以保证对体型复杂及高层、超高层的建筑结构适用。定量研究各类构件的塑性铰长度，以准确地计算曲率延性要求。对约束混凝土的力学性能进一步研究，确定各因素与约束箍筋的量化关系。构造措施在多数情况下仍然是必要的，但针对不同的结构形式与构件种类，在不同抗震设防烈度下的划分应当更加具体。
5结论
在自然灾害频发的地区，尤其是飓风，地震高发区，仅仅控制顶端位移是不够的，还需要对层间位移进行详细的计算和设计以及通过精密测量对其动态监测。在进行高层建筑设计时需要严格把握，防止因位移控制不合理造成损害。
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论文作者:马新梅,伍婷
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/23
标签：位移论文; 高层建筑论文; 垂线论文; 结构论文; 高层论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 《基层建设》2017年6期论文;