建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术

2015-12-29林启岳

建材与装饰 2015年44期

关键词：框架结构剪力墙墙体

林启岳

（福建省永富建设集团有限公司）

建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术

林启岳

（福建省永富建设集团有限公司）

建筑科学的发展带动了建筑业的发展，更拓宽了框架剪力墙结构的应用范围。本文基于此，首先分析了建筑工程框架剪力墙的结构，然后在阐述框架剪力墙结构工程施工的基本原则的基础上，对建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术进行了详尽分析。

建筑工程；框架剪力墙结构；施工技术

1　引言

随着城市化进程逐年提高，我国在建筑工程上的施工技术水平在近年来有了极大的提升，但与此同时，建筑施工所时暴露出的一系列问题也越来越引起了全社会的关注。以建筑结构设计中剪力墙结构工程为例，其作为建筑结构设计和施工中的一类核心组成，对于建筑结构稳定、降低施工难度以及延长建筑使用寿命均有着重要意义。因此，相关的结构设计人员在进行建筑结构设计的过程中，需要根据建筑的具体特点以及使用目的，合理采用框架剪力墙结构工程施工技术，从而充分发挥建筑工程中框架剪力墙结构的相关优势。

2　建筑工程框架剪力墙的结构分析

2.1框架结构

框架结构指的是由梁和柱通过铰接或刚接方式所构成的具有承重体系，且能够抵抗应用过程中所出现的水平荷载和竖向荷载的结构。一般而言，采用框架结构的房屋墙体多是以围护和分隔作用为主，其承重能力较差，且实际应用过程中多采用预制的加气混凝土、空心砖、多孔砖、浮石、蛙石等材料制成。这种结构的优势在于灵活性较强，在大规模的工业化施工过程中具有较高的使用效率，但其缺陷也同样明显，例如随着建筑高度的增加框架节点应力会显著集中，侧向刚度明显减小，导致承重能力迅速下降。故框架结构基本不用于高层建筑之中。

2.2剪力墙结构

剪力墙结构是用混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱的各类结构，根据剪力墙结构设计过程中墙上洞口的大小和数量，以及墙体和开口之间的排列方式的不同，整个剪力墙结构一般被划分为整体剪力墙、整体小开口剪力墙、双肢及多肢剪力墙、壁式框架剪力墙几种。剪力墙结构的优势在于能够对控制结构的水平力实现更有效的控制，且使用剪力墙结构的建筑物内不会出现露梁或露柱现象，不但使得建筑室内空间能够更简洁宽敞而且更为经济实用。但是剪力墙结构也具有一系列缺点，例如其抗侧刚度较大，需要增加基础及上部结构的投入；墙体自重较大，造成较大浪费及地震反应；无法充分发挥各墙肢承载力；剪力墙结构的延性较差等等。

2.3框架剪力墙结构

随着社会经济的快速发展及人们生活水平的提高，不同功能的建筑越来越多，这是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果，而在这样的背景下，无论是框架结构还是剪力墙结构都由于自身的局限性难以应用在各类建筑物中得到有效的应用，所以框架剪力墙结构开始彰显出重要的应用价值。在框架剪力墙结构中，框架和剪力墙是一种协同工作的状态，剪力墙主要承受来自水平方向的荷载，框架主要承受来自垂直方向的荷载。具体而言，框架剪力墙结构是在框架结构某些柱间布置不同类型的剪力墙，从而将框架结构和剪力墙结构结合起来，形成承载能力较大、建筑内部控制布置灵活的结构，这也是现代化建筑中广泛应用的结构体系。

3　框架剪力墙结构工程施工的基本原则

3.1规则性

在框架剪力墙的设计及用用过程中，规则性应是首要原则。以高层建筑为例，框架剪力墙的平面布置应当沿着建筑的两个主轴方向双向布置，并且两个主轴方向的剪力墙的侧向刚度不应具有较大差异，从而避免建筑产生侧向位移。在具备抗震结构建筑工程的设计中，简单规则的框架剪力墙施工尤为重要，相关的建筑设计人员应当尽可能考虑避免单向有墙的情况发生，从而保证地震发生时建筑体不会因剪力墙倒塌产生严重变形。如果整个建筑平面为三角形、圆形或是多边形时，为了避免单向有墙，整个剪力墙结构可以按照环向和径向布置，如果遇到转折或稍有错开时，设计时可按照一道剪力墙的模式来考虑。

3.2连续性

由于框架剪力墙结构的首要目的是作为建筑结构的维护及分隔构件，起到水平抗侧和竖向承重的作用，故为了避免剪力墙因刚度突变导致建筑发生测移，在结构施工的过程中，剪力墙的设计应当自上而下连续布置，最大限度地避免刚度突变。相可考虑在部分墙肢方向或是墙体高度方向上运用更高等级的混凝土或是加大墙体厚度，从而分担剪力墙结构抗侧刚度，对于住宅、宾馆客房等开间较小、墙体较多、房间面积不大且抗震性能要求较高的建筑结构，如果剪力墙的连续性难以保障，可考虑对剪力墙加强延伸，且采用上下洞口对齐，洞口局部不明显重叠墙肢和连梁以加强抗震性。

3.3延性

较好的延性对于框架剪力墙结构的稳定性有着不可或缺的重要意义，细高的剪力墙在建筑结构设计过程可能会因连梁应力造成弯曲或是严重拉伸，进而产生难以恢复的脆性剪切破坏。故在建筑结构设计，尤其是高层建筑的框架结构设计和施工过程中，不应当采用整个墙体长度超过9m，高宽比小于2的细高剪力墙，如果因建筑结构不得不采取较长墙体时，应当尽可能设置翼缘，最大限度避免整个剪力墙形成一字型，也可考虑通过在部分截面处开设洞口，从而将整个较长长度的墙体分割呈长度9m以内的若干段均匀墙段，形成弱连梁连接的联肢墙。但需要注意的是，一旦短肢剪力墙较多时，可能会违反高层建框架筑剪力墙设计中的相关原则，故需要将部分短肢剪力墙布置成一般剪力墙或筒体，形成共同抵抗水平应力的剪力墙结构。

4　框架剪力墙结构工程施工的技术分析

4.1钢件搭接施工技术

在框架剪力墙结构建筑工程的钢件搭接这一项施工过程中，常用的施工技术包括电渣压力焊焊接技术、钢筋绑扎搭接技术等。电渣压力焊焊接工艺适用于直径12～40mm的HPB235级、HRB335、HPB40级钢筋的焊接，一般对钢件进行焊接时需要选定焊接电流表、工作电压、通电时间等相关参数（如表1所示），并做好焊接试验时方能正式施焊。而在具体的焊接过程中，应采取措施扶正钢筋上端，以防止上下钢筋产生错位或是夹具产生变形。顶压钢筋时，则需要保持压力一段时间后再松开操纵杆避免钢筋接合不良。焊接结束后，还需要检查焊接工作的顺直性，如若发现焊接出现不合适的情况，补救措施为在钢筋热塑状态时将其扳直，延滞1～2min后再卸下夹具，以保证钢筋的焊接质量。钢筋绑扎搭接的效果则如图1所示，操作人员首先保证施工所用的钢筋材料质量以及型号符合施工标准，然后则需要根据框架剪力墙结构建筑工程的钢筋施工情况，选择合适的绑扎工艺进行绑扎施工，最后还需要对建筑工程的箍筋转角和建筑工程竖筋的交叉点保持垂直，确保施工工艺达到预期效果。

表1　竖向钢筋电渣压力焊参数表

图1　建筑柱节点加密箍筋绑扎施工工艺

4.2连梁施工技术

在连梁的非抗震设计及抗震设计施工中，根据连梁的高跨比是否超过2.5，可以分两种情况进行讨论，截面受剪承载力及配筋设计都已经在相关规范中做出明确规定。施工人员可以采用以下方法来实现塑性调幅：①在计算内力之前，先折减连梁的刚度。②在计算连梁的弯矩与剪力的组合值后，还需要在此基础上乘以一个折减系数。无论施工人员使用何种方法，都必须要保障调整后连梁的弯矩及剪力设计值超过投入使用的实际值，必须要超过设防烈度低一度的地震组合所得的弯矩设计值。只有这样，才能够避免高层建筑在正常使用过程中或小型地震作用下出现裂缝病害，才能够避免结构安全不受影响。

4.3转换层结构施工技术

随着人们对建筑使用功能及质量要求的提高，建筑工程的使用功能逐渐呈现出多样化的特征，而功能多样化的综合大楼，其结构的上下部使用功能具有差异性。这就需要施工人员在进行转换层结构施工时候做出一定变化，例如位转换的底部大空间剪力墙结构相对复杂，施工人员要优先选择刚度及质量相对较小的结构形式，通过计算分析来找出建筑结构存在的薄弱位置，再根据内力分配特征来调整内力、优化构件配筋设计，最终达到增强整体刚度的目的。

4.4混凝土浇筑技术

对于框架剪力墙结构建筑工程而言，混凝土浇筑是一项系统工程，其不仅关系着整个建筑工程的施工质量，更是对建筑使用人员的人身安全息息相关。具体而言，浇筑技术需要注意以下几点：①做好现场准备工作，包括混凝土输送泵、串筒、料斗等一系列浇筑器具的准备、水、电、照明设备的供应、钢筋、预埋件、预留洞的检查与验收等等。②选用合适的浇筑方法和浇筑顺序，常用的方法为推移式连续浇筑，即浇筑第一层时不完全进行浇筑，而是在进行下一层浇筑时返回进行二次浇筑，从而让整个浇筑点随浇筑过程不断向前移动，浇筑点前方的混凝土会在重力作用下自然流淌成斜面，后方的混凝土则可人为控制在设计标高的允许误差范围内。③做好施工过程及施工后养护工作，如混凝土入模温度最好位于5～10℃之间；在已浇筑的板上继续进行操作时应当铺设临时脚手板，严禁直接对刚浇筑完成的混凝土进行踩踏；浇筑剪力墙混凝土时需在布料杆前安装软管，避免对墙体模板和钢筋产生直接撞击；雨雪天气时冰雪在模版内堆积时，需要及时进行清除等等。