林啟岳

（福建省永富建設(shè)集團(tuán)有限公司）

建筑工程中框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)

林啟岳

（福建省永富建設(shè)集團(tuán)有限公司）

建筑科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)了建筑業(yè)的發(fā)展，更拓寬了框架剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。本文基于此，首先分析了建筑工程框架剪力墻的結(jié)構(gòu)，然后在闡述框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程施工的基本原則的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑工程中框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)進(jìn)行了詳盡分析。

建筑工程；框架剪力墻結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

1　引言

隨著城市化進(jìn)程逐年提高，我國(guó)在建筑工程上的施工技術(shù)水平在近年來(lái)有了極大的提升，但與此同時(shí)，建筑施工所時(shí)暴露出的一系列問(wèn)題也越來(lái)越引起了全社會(huì)的關(guān)注。以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)工程為例，其作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的一類核心組成，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、降低施工難度以及延長(zhǎng)建筑使用壽命均有著重要意義。因此，相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要根據(jù)建筑的具體特點(diǎn)以及使用目的，合理采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)，從而充分發(fā)揮建筑工程中框架剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)優(yōu)勢(shì)。

2　建筑工程框架剪力墻的結(jié)構(gòu)分析

2.1框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)指的是由梁和柱通過(guò)鉸接或剛接方式所構(gòu)成的具有承重體系，且能夠抵抗應(yīng)用過(guò)程中所出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載的結(jié)構(gòu)。一般而言，采用框架結(jié)構(gòu)的房屋墻體多是以圍護(hù)和分隔作用為主，其承重能力較差，且實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中多采用預(yù)制的加氣混凝土、空心磚、多孔磚、浮石、蛙石等材料制成。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于靈活性較強(qiáng)，在大規(guī)模的工業(yè)化施工過(guò)程中具有較高的使用效率，但其缺陷也同樣明顯，例如隨著建筑高度的增加框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力會(huì)顯著集中，側(cè)向剛度明顯減小，導(dǎo)致承重能力迅速下降。故框架結(jié)構(gòu)基本不用于高層建筑之中。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)是用混凝土墻板來(lái)代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱的各類結(jié)構(gòu)，根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中墻上洞口的大小和數(shù)量，以及墻體和開口之間的排列方式的不同，整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)一般被劃分為整體剪力墻、整體小開口剪力墻、雙肢及多肢剪力墻、壁式框架剪力墻幾種。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)刂平Y(jié)構(gòu)的水平力實(shí)現(xiàn)更有效的控制，且使用剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)露梁或露柱現(xiàn)象，不但使得建筑室內(nèi)空間能夠更簡(jiǎn)潔寬敞而且更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但是剪力墻結(jié)構(gòu)也具有一系列缺點(diǎn)，例如其抗側(cè)剛度較大，需要增加基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的投入；墻體自重較大，造成較大浪費(fèi)及地震反應(yīng)；無(wú)法充分發(fā)揮各墻肢承載力；剪力墻結(jié)構(gòu)的延性較差等等。

2.3框架剪力墻結(jié)構(gòu)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人們生活水平的提高，不同功能的建筑越來(lái)越多，這是現(xiàn)代化、商業(yè)化、工業(yè)化和城市化的必然結(jié)果，而在這樣的背景下，無(wú)論是框架結(jié)構(gòu)還是剪力墻結(jié)構(gòu)都由于自身的局限性難以應(yīng)用在各類建筑物中得到有效的應(yīng)用，所以框架剪力墻結(jié)構(gòu)開始彰顯出重要的應(yīng)用價(jià)值。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架和剪力墻是一種協(xié)同工作的狀態(tài)，剪力墻主要承受來(lái)自水平方向的荷載，框架主要承受來(lái)自垂直方向的荷載。具體而言，框架剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)某些柱間布置不同類型的剪力墻，從而將框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，形成承載能力較大、建筑內(nèi)部控制布置靈活的結(jié)構(gòu)，這也是現(xiàn)代化建筑中廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系。

3　框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程施工的基本原則

3.1規(guī)則性

在框架剪力墻的設(shè)計(jì)及用用過(guò)程中，規(guī)則性應(yīng)是首要原則。以高層建筑為例，框架剪力墻的平面布置應(yīng)當(dāng)沿著建筑的兩個(gè)主軸方向雙向布置，并且兩個(gè)主軸方向的剪力墻的側(cè)向剛度不應(yīng)具有較大差異，從而避免建筑產(chǎn)生側(cè)向位移。在具備抗震結(jié)構(gòu)建筑工程的設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)單規(guī)則的框架剪力墻施工尤為重要，相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)盡可能考慮避免單向有墻的情況發(fā)生，從而保證地震發(fā)生時(shí)建筑體不會(huì)因剪力墻倒塌產(chǎn)生嚴(yán)重變形。如果整個(gè)建筑平面為三角形、圓形或是多邊形時(shí)，為了避免單向有墻，整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)可以按照環(huán)向和徑向布置，如果遇到轉(zhuǎn)折或稍有錯(cuò)開時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)可按照一道剪力墻的模式來(lái)考慮。

3.2連續(xù)性

由于框架剪力墻結(jié)構(gòu)的首要目的是作為建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)及分隔構(gòu)件，起到水平抗側(cè)和豎向承重的作用，故為了避免剪力墻因剛度突變導(dǎo)致建筑發(fā)生測(cè)移，在結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)自上而下連續(xù)布置，最大限度地避免剛度突變。相可考慮在部分墻肢方向或是墻體高度方向上運(yùn)用更高等級(jí)的混凝土或是加大墻體厚度，從而分擔(dān)剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，對(duì)于住宅、賓館客房等開間較小、墻體較多、房間面積不大且抗震性能要求較高的建筑結(jié)構(gòu)，如果剪力墻的連續(xù)性難以保障，可考慮對(duì)剪力墻加強(qiáng)延伸，且采用上下洞口對(duì)齊，洞口局部不明顯重疊墻肢和連梁以加強(qiáng)抗震性。

3.3延性

較好的延性對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著不可或缺的重要意義，細(xì)高的剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程可能會(huì)因連梁應(yīng)力造成彎曲或是嚴(yán)重拉伸，進(jìn)而產(chǎn)生難以恢復(fù)的脆性剪切破壞。故在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是高層建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，不應(yīng)當(dāng)采用整個(gè)墻體長(zhǎng)度超過(guò)9m，高寬比小于2的細(xì)高剪力墻，如果因建筑結(jié)構(gòu)不得不采取較長(zhǎng)墻體時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能設(shè)置翼緣，最大限度避免整個(gè)剪力墻形成一字型，也可考慮通過(guò)在部分截面處開設(shè)洞口，從而將整個(gè)較長(zhǎng)長(zhǎng)度的墻體分割呈長(zhǎng)度9m以內(nèi)的若干段均勻墻段，形成弱連梁連接的聯(lián)肢墻。但需要注意的是，一旦短肢剪力墻較多時(shí)，可能會(huì)違反高層建框架筑剪力墻設(shè)計(jì)中的相關(guān)原則，故需要將部分短肢剪力墻布置成一般剪力墻或筒體，形成共同抵抗水平應(yīng)力的剪力墻結(jié)構(gòu)。

4　框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程施工的技術(shù)分析

4.1鋼件搭接施工技術(shù)

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程的鋼件搭接這一項(xiàng)施工過(guò)程中，常用的施工技術(shù)包括電渣壓力焊焊接技術(shù)、鋼筋綁扎搭接技術(shù)等。電渣壓力焊焊接工藝適用于直徑12～40mm的HPB235級(jí)、HRB335、HPB40級(jí)鋼筋的焊接，一般對(duì)鋼件進(jìn)行焊接時(shí)需要選定焊接電流表、工作電壓、通電時(shí)間等相關(guān)參數(shù)（如表1所示），并做好焊接試驗(yàn)時(shí)方能正式施焊。而在具體的焊接過(guò)程中，應(yīng)采取措施扶正鋼筋上端，以防止上下鋼筋產(chǎn)生錯(cuò)位或是夾具產(chǎn)生變形。頂壓鋼筋時(shí)，則需要保持壓力一段時(shí)間后再松開操縱桿避免鋼筋接合不良。焊接結(jié)束后，還需要檢查焊接工作的順直性，如若發(fā)現(xiàn)焊接出現(xiàn)不合適的情況，補(bǔ)救措施為在鋼筋熱塑狀態(tài)時(shí)將其扳直，延滯1～2min后再卸下夾具，以保證鋼筋的焊接質(zhì)量。鋼筋綁扎搭接的效果則如圖1所示，操作人員首先保證施工所用的鋼筋材料質(zhì)量以及型號(hào)符合施工標(biāo)準(zhǔn)，然后則需要根據(jù)框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程的鋼筋施工情況，選擇合適的綁扎工藝進(jìn)行綁扎施工，最后還需要對(duì)建筑工程的箍筋轉(zhuǎn)角和建筑工程豎筋的交叉點(diǎn)保持垂直，確保施工工藝達(dá)到預(yù)期效果。

表1　豎向鋼筋電渣壓力焊參數(shù)表

圖1　建筑柱節(jié)點(diǎn)加密箍筋綁扎施工工藝

4.2連梁施工技術(shù)

在連梁的非抗震設(shè)計(jì)及抗震設(shè)計(jì)施工中，根據(jù)連梁的高跨比是否超過(guò)2.5，可以分兩種情況進(jìn)行討論，截面受剪承載力及配筋設(shè)計(jì)都已經(jīng)在相關(guān)規(guī)范中做出明確規(guī)定。施工人員可以采用以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)塑性調(diào)幅：①在計(jì)算內(nèi)力之前，先折減連梁的剛度。②在計(jì)算連梁的彎矩與剪力的組合值后，還需要在此基礎(chǔ)上乘以一個(gè)折減系數(shù)。無(wú)論施工人員使用何種方法，都必須要保障調(diào)整后連梁的彎矩及剪力設(shè)計(jì)值超過(guò)投入使用的實(shí)際值，必須要超過(guò)設(shè)防烈度低一度的地震組合所得的彎矩設(shè)計(jì)值。只有這樣，才能夠避免高層建筑在正常使用過(guò)程中或小型地震作用下出現(xiàn)裂縫病害，才能夠避免結(jié)構(gòu)安全不受影響。

4.3轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

隨著人們對(duì)建筑使用功能及質(zhì)量要求的提高，建筑工程的使用功能逐漸呈現(xiàn)出多樣化的特征，而功能多樣化的綜合大樓，其結(jié)構(gòu)的上下部使用功能具有差異性。這就需要施工人員在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工時(shí)候做出一定變化，例如位轉(zhuǎn)換的底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，施工人員要優(yōu)先選擇剛度及質(zhì)量相對(duì)較小的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)計(jì)算分析來(lái)找出建筑結(jié)構(gòu)存在的薄弱位置，再根據(jù)內(nèi)力分配特征來(lái)調(diào)整內(nèi)力、優(yōu)化構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)，最終達(dá)到增強(qiáng)整體剛度的目的。

4.4混凝土澆筑技術(shù)

對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程而言，混凝土澆筑是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其不僅關(guān)系著整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量，更是對(duì)建筑使用人員的人身安全息息相關(guān)。具體而言，澆筑技術(shù)需要注意以下幾點(diǎn)：①做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，包括混凝土輸送泵、串筒、料斗等一系列澆筑器具的準(zhǔn)備、水、電、照明設(shè)備的供應(yīng)、鋼筋、預(yù)埋件、預(yù)留洞的檢查與驗(yàn)收等等。②選用合適的澆筑方法和澆筑順序，常用的方法為推移式連續(xù)澆筑，即澆筑第一層時(shí)不完全進(jìn)行澆筑，而是在進(jìn)行下一層澆筑時(shí)返回進(jìn)行二次澆筑，從而讓整個(gè)澆筑點(diǎn)隨澆筑過(guò)程不斷向前移動(dòng)，澆筑點(diǎn)前方的混凝土?xí)谥亓ψ饔孟伦匀涣魈食尚泵?，后方的混凝土則可人為控制在設(shè)計(jì)標(biāo)高的允許誤差范圍內(nèi)。③做好施工過(guò)程及施工后養(yǎng)護(hù)工作，如混凝土入模溫度最好位于5～10℃之間；在已澆筑的板上繼續(xù)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)臨時(shí)腳手板，嚴(yán)禁直接對(duì)剛澆筑完成的混凝土進(jìn)行踩踏；澆筑剪力墻混凝土?xí)r需在布料桿前安裝軟管，避免對(duì)墻體模板和鋼筋產(chǎn)生直接撞擊；雨雪天氣時(shí)冰雪在模版內(nèi)堆積時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行清除等等。

5　結(jié)束語(yǔ)

要做好框架剪力墻的結(jié)構(gòu)施工，相關(guān)的工程人員不僅需要采用一系列科學(xué)方法提高施工技術(shù)水平，更需要具備靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，從而進(jìn)一步保障建筑結(jié)構(gòu)中框架剪力墻的施工質(zhì)量，最終更好地推動(dòng)建筑行業(yè)不斷向前發(fā)展。

[1]王斯新.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問(wèn)題探討[J].江蘇建筑科技學(xué)院院報(bào)，2014，6（31）：53～54.

[2]宋緒梅.在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問(wèn)題的分析[J].建筑科學(xué)方法探究，2014，5（7）：12～14.

[3]陳淑卿.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科教文匯，2014，8（11）：22～26.

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2015-10-16