建筑结构剪力墙设计、施工中的问题分析

2016-12-08孔令健

甘肃科技纵横 2016年11期

关键词：剪力墙建筑物钢筋

孔令健

（甘肃蓝野建设监理有限公司，甘肃兰州730000）

建筑结构剪力墙设计、施工中的问题分析

孔令健

（甘肃蓝野建设监理有限公司，甘肃兰州730000）

近几年，中国社会经济飞速发展、人口数量不断增加，导致土地资源不断减少，高层建筑的建造迅猛发展，高层建筑设计成为了当前建筑行业重要的工程项目。剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构在高层房屋中被大量运用。本论述通过结合高层建筑结构设计受力特点及结构分析，结合高层建筑剪力墙施工的过程、剪力墙结构施工技术探讨等保证高层建筑施工质量，并针对剪力墙施工技术特点以及技术难点进行分析研究，从而保证建筑的稳定性以及安全性。

高层建筑结构设计；建筑施工；剪力墙

近几年，随着中国社会经济飞速发展，人口数量不断增加，导致土地资源不断减少。为了缓解土地资源的供应紧张，高层建筑的建造迅猛发展，建筑类型趋向复杂化，结构体系变得更加多样化，高层建筑设计成为了当前建筑行业重要的工程项目。由于人们对居住环境的要求不断增高，使得我国建筑行业的经济与技术都在不断发展。人们对建筑物的建筑设计要求不断提升，更多更人性化的设计风格促使当前高层建筑结构设计形式向框架、框架剪力墙、剪力墙、高层核心筒等形式多样化发展，而剪力墙结构因其抗震性能、安全、经济指标适中已经成为当前高层建筑主要的结构设计形式。

1　剪力墙结构概念与设计

剪力墙结构指建筑房屋主体承受竖向和水平荷载时全部由钢筋混凝土墙板承担。这种结构能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，起到对空间的分割作用，在高层房屋中被大量运用。

剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大，横向刚度大，可以建造更高、更多层数的建筑。但是只适用于小房间为主的房屋，如住宅、宾馆、单身宿舍。

剪力墙结构剪力墙的高度一般与整个房屋的高度相等，自基础直至屋顶，高达几十至100 m；其宽度则视建筑平面的布置而定，它的厚度则很薄，一般仅为200～300 mm，最小可达160 mm。因此，剪力墙在其墙身平面内的抗侧移刚度很大，而其墙身平面外刚度却很小，一般可以忽略不计。所以，建筑物上大部分的水平作用或水平剪力通常被分配到结构墙上（见图1）。

图1　剪刀墙结构示意图

1.1剪力墙建筑结构受力特点

在建筑建设的过程中，由于剪力墙结构与建筑的主要框架结构是通过楼板进行连接，楼板的上部框架会对剪力墙产生一个向后的力，而楼板的下部框架则会对剪力墙产生一个向前的力，导致建筑结构整体性能好、刚度大，在水平作用下侧向变形小，承载力要求也比较容易满足。由于剪力墙与建筑物具有综合性的优势，可以很好地对建筑物水平形变进行协调，并且减少结构性形变，但是剪力墙的间距不能过大，所以其平面布置不够灵活。为了克服其缺点，会使用框支剪力墙结构，跳层剪力墙结构。

1.2框架剪力墙结构分析

对剪力墙结构变形特性的分析以及结构受力研究是施工过程最为重要的工作项目。由于剪力墙的主要结构是通过剪力墙与建筑框架两种完全不同的结构组成，这两种结构当中的抗侧力是完全不同的，不同结构的变形特点会直接影响到剪力墙结构的变形特点。剪力墙的主体结构可以通过较大刚度的楼板来对自身的水平面变形进行协调，并且两者水平力位移结果是大致相同的。由于剪力墙结构的变形特性不同，导致型变位移的量会随着楼层的增加而减少，使剪力墙结构变形曲线成为开口型。在建筑施工过程中，剪力墙结构的变形增加量会随着层数的增加而变快。当建筑结构呈剪力墙结构的时候，剪力墙与框架之间由于物理定律的影响会协同受力，导致底部框架会轻微侧移。在二者协调的过程中，上部剪力墙的结构如果发生侧移也会由于物理定律受到一定的影响，并且层数之间会发生变形，导致建筑物的建筑结构变形会与建筑的高度成正比，导致整个建筑结构的侧位较小，形成整个框架剪力墙结构的稳定性。

2　框架剪力墙结构施工技术探讨

由于当前建筑物高度不断增加，剪力墙结构得到了广泛的应用，在使用的过程中需要根据建筑物的实际情况来进行分析，不同的建筑工程剪力墙结构技术的使用内容也是不相同的，所以在施工的过程中一定要认真做好勘察工作，才能保证施工质量，提高建筑物的稳定性与安全性。

2.1放线测量技术

高层建筑剪力墙结构施工过程中，放线测量是首先应当完成的工作，施工人员根据设计图纸，通过科学合理的建筑施工测量仪器进行放线测量。在测量的过程中，应当保证测量工作当中的轴线控制网环节的完整性，并且在施工时要不断进行标注，为施工的下道工序打下基础。

2.2模板工程技术

高层建筑剪力墙结构施工技术进行模板搭建时，首先应当使用刚度较低的模板，从而保证后搭建模板的强度，在模板的选择过程中应当注意模板的平整性与整体性。在模板搭建的过程中，必须在钢筋与模板之间垫设石块来保证钢筋保护层的厚度达到设计方案当中的施工要求。

2.3钢筋施工技术

钢筋施工是剪力墙当中最重要的结构，在这个施工环节中主要材料为钢筋。在建筑材料选择的过程中，需要对钢筋的质量进行严格的审查，使建筑材料必须与国家相关规定相同，审查之后要将检验报告完善并且上报。剪力墙结构钢筋施工的过程中，为了保证钢筋施工的施工质量，就必须对钢筋的长度、施工位置、焊接方法是否符合剪力墙结构的施工要求进行明确的审核。在施工的过程中，必须对主要钢筋进行预支绑扎，保证施工质量。

在钢筋施工技术中，主要的施工技术包含焊接技术、绑扎搭接技术等。在施工过程中，需要根据实际的施工情况来选择施工技术的使用，不同的实际情况需要不同的钢筋施工技术。钢筋的搭接施工质量必须达到国家相关文件规定的标准。钢筋施工中的墙箍筋转角以及竖筋应当保持垂直，在进行加密箍筋绑扎的过程中，需要根据钢筋施工的具体情况，使用合适的绑扎技术进行施工。在对墙中节点部位进行绑扎技术的过程中，需要进行加密绑扎技术。在对梁钢筋施工的过程中，应当严格按照施工方案中的施工标准，对钢筋材料的质量型号等进行多方面检查，从而保证建筑结构的完整性，保证工程质量。

2.4混凝土施工技术

高层建筑剪力墙结构施工最重要的施工是混凝土施工技术，在钢筋模板工程施工结束之后，即可进行混凝土施工。混凝土施工通常是针对建筑物当中的梁板与商品砼部分，通过混凝土浇筑的方法进行施工。对于剪力墙结构的建筑物进行混凝土施工的过程中，当对剪力墙结构的墙柱进行浇筑时，首先应当将达到施工标准的石子与砂浆进行填筑工作，而对商品混凝土技术施工的过程中，技术的选择应当为浇筑振捣施工方法。建筑工程当中混凝土浇筑的厚度以及顺序需要参照设计方案当中的要求进行。对建筑物的梁板进行浇筑施工的过程中，应当首先浇筑建筑当中的工程梁，再同时浇筑建筑的梁与板，在浇筑工程施工完毕之后，需要对浇筑部分进行养护工作，从而保证浇筑工程的施工质量。

3　剪力墙结构施工难点

3.1顶部与中部楼层钢筋配置

在施工之前，需要对设计方案进行严格的审查，在设计的过程中需要将分层加载与不加载所产生的不同数值进行充分考虑。当建筑施工没有分层加载时，则会增加钢筋数量。当建筑施工有分层加载时，则钢筋数量就会减小，如果在施工过程中受到了混凝土的影响，则钢筋的数量会更加减少。

3.2建筑物局部受风能力

由于建筑物的高度不断增大，导致整个建筑物的重心不断增高，所以风力因素会直接影响到整个建筑物结构的稳定性。为保证建筑质量，必须将建筑物的局部受风能力考虑到设计方案当中。对建筑物进行施工的过程中，针对受风能力对建筑物进行全面监测工作，降低建筑物受到风力的影响，从而保证建筑物施工质量，提高使用年限。

3.3强调结构设计的简单性

剪力墙结构设计过程中应当将结构布置简单化作为设计的主要原则，不能将复杂作为剪力墙结构设计的理念，通过简单的结构来确定剪力墙受力的均衡性，通过结构的设计来保证整个建筑物的抗震性以及完整性。

3.4混凝土施工后的保养工作

混凝土施工是保证剪力墙施工质量的重要技术项目，而混凝土施工之后的保养则是保证混凝土质量的重要保证，为了防止混凝土脱水过早，就必须做好混凝土的保养工作，从而保证混凝土凝固之后的强度。混凝土的保养工作通常是在墙体拆模之后进行，是工程施工质量的重要保证。

3.5严格审查建筑材料质量

建筑材料是否符合相关规定的质量标准是影响建筑物质量的重要因素，并且材料质量是否合格直接影响到整个工程项目的质量。所以，在材料选择的过程中，首先应当对材料的质量进行审查，并且选择有合格证书的正规生产厂家。在材料运输的过程中，需要对材料运输实行全面监控，确保建筑材料在运输过程中不受到损害；在建筑施工的过程中，如果发现建筑材料不合格应当立刻停止使用并且上报。

3.6浇筑施工漏浆问题

在浇筑施工的过程中出现漏浆的问题时，主要原因可能是由于楼板与楼板之间拼接产生缝隙而引起的，可以通过对楼板之间的空隙进行密封，防止浇筑施工继续漏浆。

3.7提高结构设计承受能力

在建筑物的承载力不变的情况下，建筑物的结构承受能力主要体现在结构的变形程度，而通过建筑物的良好延展性可以极大地提高建筑物的承载能力，从而提高建筑物的抗震性，使建筑物可以保持稳定的结构。