在高層、超高層建筑中，由于結構中的豎向構件承載著更多樓層的荷載，而且在豎向尺寸上相對較長，會產生不可忽略的軸向變形；對于鋼結構中的柱構件，會產生較大的彈性變形，而對于鋼筋混凝土柱構件，其混凝土產生徐變和壓縮的變形量也是不能忽略的。本文主要對超高層建筑物由于自重所引起的豎向壓縮變形分析及監測進行概述。

1. 豎向壓縮變形分析

1.1超高層建筑豎向變形的影響
超高層建筑高度遠超過普通的高層建筑，重量也是普通高層的2～3倍，在重量和塔樓高度翻倍的情況下，施工過程中原本可以忽略的柱子軸向壓縮和內外筒的差異壓縮增大到不可忽略的尺度，故需要進行進一步的分析和計算。由于高層、超高層建筑每層柱構件所承受的荷載均不相同、在不同層上，一些柱構件的截面形式也很不相同，因此在設計和施工階段如果不考慮這些豎向變形的影響，會使得結構在建成之后，產生諸多問題：如樓板不平、結構的伸臂桁架、平面梁以及一些腰桁架、斜撐產生較大的變形次應力，導致整體結構的安全性、穩定性下降，也會影響建筑物的使用功能；較大的豎向變形也會對建筑的幕墻、機電管道的定位產生影響。而且隨著建筑建成并交付使用的時間越長，由于混凝土收縮、徐變的原因，這種豎向變形還會進一步加劇。
由此可以看出，建筑物豎向變形在施工過程中是不容忽視的，國內外的一些知名設計院，也對此越發重視，并在施工過程中要達到比較高的監測和控制要求。
1.2超高層建筑豎向變形的類型及成因
    超高層建筑豎向變形主要有以下幾個方面：
    a)基礎沉降，由于建筑物自重及其他荷載對地基產生的壓縮導致的豎向變形，由于該變形主要作用在整個建筑中，且主要由于建筑物地基的性質所決定，在本文中不作過多分析。
    b)豎向結構構件的彈性變形，由建筑物自重及其他荷載對豎向構件產生的彈性壓縮變形。無論采用何種結構形式，該類變形都會發生，且發生是即時的，相對于其他類型的變形，彈性變形更易量化，相對估算也會較為準確。
    c)組合結構（鋼筋混凝土結構）豎向構件的徐變和收縮變形，徐變變形由建筑物自重及其他荷載以及加載時間有關系，收縮變形主要與構件的成型日期相關。此兩種變形會隨著時間不停的發生，結構形成初期變形較大，后期減緩。在估算中，此兩種變形不易量化也較難估算的特別準確。
    d)溫度引起的熱脹冷縮，該類變形最為復雜，由于溫升溫降的原因，可以導致整體建筑多方面的不均勻變形，當其作用在豎向變形時，從時間、空間的不同，所帶來的影響更加復雜多變，想要量化估算非常困難需要大量的實驗和經驗積累，考慮建筑物的熱膨脹系數較小，此類變形與上述變形比較可忽略，故在分析中不作過多考慮。
1.3超高層建筑豎向變形的分析
在超高層建筑變形分析中，應該抓住重點，對其主要變形著手，在施工過程中進行研究，采取措施減小、補償豎向變形對整體建筑的影響。豎向變形所帶來的危害主要有2方面：豎向變形帶來的高程影響、建筑物外形尺寸的影響；豎向變形差帶來的結構自變形所帶來的內應力影響。
    在施工前，應對結構進行評估和計算分析，對可能發生較大變形值、變形差值的部位進行模擬施工計算，計算可借鑒相關計算軟件如：SAP2000、Etabs、Analysis等軟件，也可根據相關規范模擬施工步驟進行手算估算，采用兩者計算互相比較分析。
通過計算分析，可根據不同的變形類型采取措施，對于豎向變形影響建筑高程，在施工過程中采取豎向構件補償，對于豎向變形差所帶來的影響，在補償的同時還要對結構的強聯系構件的鎖定時間進行評估，采取等待結構大部分變形完成后再鎖定的措施。
    在施工過程中，還應制定較為有效的監控措施，及時準確地反映現場情況，為后續的補償措施提供依據，同時也是檢驗初步估算準確性的標準，測量監控措施的作用是非常重要的。
2.超高層建筑豎向變形的監測
由于理論計算與實際結構的變形肯定會存在誤差，還會因為計算過程中考慮的因素不夠全面導致結果存在漏洞或者錯誤，因此，僅憑理論計算的結果直接對現場所有的結構安裝進行預調指導是不夠可靠的。因此需要在施工的過程中應對已經建設的結構進行豎向變形測量。并根據測量結果矯正理論計算結果得到更高樓層的預調值。
由于豎向變形的測量值相對于建筑物沉降測量、以及其他定位測量較小，因此精度要求較高，為保證測量結果更加真實的反應建筑物實際變形值，在測量方案的確定環節中應注意以下幾個方面：
2.1優化布點形式：
在變形較大的底層結構中布置較多的觀測點，從而得到更詳細準確的測量值；在建筑平面中均勻布置測量點，利用多個同一平面內的點互相校核，剔出誤差較大的測量結果，減小施工過程中對測量點干擾、破壞的影響。
2.2測量定位點選擇：
對于鋼骨混凝土結構柱，測量點可以采用高層監控測量點做法，也可以采用預埋的形式預先焊接在柱構件的鋼骨上，其中應當注意的問題主要有以下幾點：預埋件的形式，可以做成外露形式和可周轉形式，需根據混凝土工程模板工程的施工方案和測量方案要求選擇埋件。預埋件的保護，由于豎向變形的測量是長時間且多次的，在鋼結構施工完成后應盡快焊接預埋件并進行第一次測量得到初始值，而且在以后的混凝土施工完成時還要進行測量比較，因此預埋件焊接完成后應注意對其進行保護，防止在接下來混凝土工程施工中影響埋件的位置，甚至將其破壞。應在埋點位置進行標實，注明測量用埋點讓工作人員注意，并派專人負責在焊接過程中，以及混凝土模板合模前進行檢查，并在施工過程中督促工人對埋點進行保護。
2.3測量的時間、次數確定：
測量工作所進行次數越多，得到的測量數據就越精細，可參考性就越強。但是會花費大量的人力和財力，而且由于豎向變形在經過彈性壓縮階段后，其徐變和收縮量進展比較緩慢，而在短時間內重復測量各個檢測點的變形量，會由于測量值本身很小，以至于幾次測量的結果之差會在測量的誤差范圍內，因此短期內重復測量這些值的意義不大。所以如何在較少次數的測量中，得到更有效地測量數據是測量方案應考慮的重點。
在整體結構中應分析荷載的加載情況確定，在較大荷載加載前后應安排測量，從而確定構件的彈性變形量；在結構截面變形較大處應該測量其初始值，便于以后數據的處理。
3.結論
通過對豎向變形的分析及監測，從而保證超高層建筑物在施工過程中的可靠。加強施工單位在施工前和施工過程中的管理，以及編制規范、可靠、實用的施工方案。使施工單位在施工中能夠合理的進行施工組織安排，保證工程安全、順利的進行。進一步提高超高層建筑的施工技術水平。
[參考文獻]

1. 黃民,鄧蜀娟,艾奕,杜娟,高丹;《建筑結構的徐變收縮分析》;西南科技大學學報;2004年03期
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