探讨高层建筑框支剪力墙结构转换层施工技术

2023-01-11蔡晓光北京广远工程设计研究院有限公司北京100124

中国房地产业 2022年8期

文／蔡晓光北京广远工程设计研究院有限公司北京 100124

引言：

从目前来看，我国部分建筑的开发商会从建筑功能的角度出发，将高层建筑划分成三部分，高层会进行住宅或者是旅馆的布置，而中层则会用作办公，地层通常为商场以及娱乐场所。因为各个区域存在不同的用途，所以一般会采用设置承重墙的方式将各门店隔离开展，但这种方式难以达到科学布置结构的效果，所以需要对框支剪力墙结构转换层进行合理设计。

1、高层建筑框支剪力墙结构的特点及施工要点

1.1 特点

框支剪力墙结构主要指的是一种将框架结构和剪力墙结构有效结合起来的一种结构，其在应用的过程中能够呈现出独有的优势和特点，该结构采用了两种形式以实现对于剪力墙的支撑，分别为抬梁和框支，但是由于在实际开展工程施工的时候需要面临墙肢，所以会导致在梁上出现抬梁，这便要求设计人员以及施工人员在实际进行框支剪力墙设计以及施工的过程中应当加强对于该方面内容的重视。

1.2 施工要点

1.2.1 落地剪力墙

由于框支剪力墙结构本身在承载力方面存在一定的欠缺，所以对于整体的剪力墙结构体系来说，应当进行一定数量落地剪力墙的设计，以有效弥补其承载力不足的问题，在实际展开落地剪力墙施工的时候，工作人员需要加强对于钢筋的下料以及绑扎工作，与此同时还应当对剪力暗柱中所设置的拉筋进行合理控制，确保其能够紧密地同纵向钢筋靠在一起。若在是落地剪力墙与转换层的上部结构中进行设置，便应当根据实际情况和具体需求，对立筋的规格以及间距进行合理的调整，因为暗梁本身不可以处在墙身以外的地方，也不能够独立存在，所以施工人员在正式进行施工的时候，务必要把竖向钢筋弯折进而实现其在板体结构内部的深入。

1.2.2 框支柱

从本质上来看，框支柱在抗倾覆能力方面有着较高的水平，与此同时还有着良好的延性。为了能够同抗震设计的实际要求相适应，应当确保框支柱的截面能够符合减压比的控制。施工人员在配置框支柱的纵向钢筋的过程中，应当保障在连接接头处纵向钢筋之间可以呈现出互相错开的状态。与此同时，施工人员还要合理控制处在同一截面内钢筋接头的面积百分率，确保其能够处在50%范围之内。具体可以使用机械进行接头的连接，操作人员需要结合实际情况，并充分认识到存在钢筋直径以及钢筋截面尺寸比较大的可能性，进而实现对于接头和楼板之间距离的高质量控制。施工人员在施工的时候需要尤其要注意，处在框支柱上部墙体结构中的钢筋深入上部墙体内部的范围应当在一层以上。

1.2.3 框支梁

在确定框支梁截面尺寸的过程中，可以通过分析抗剪的承载能力来进行计算，应当保障支座上部沿着梁的全长方向，应当有50%以上的纵向钢筋可以达到贯通的效果，而下部的纵向钢筋则应当能够全部实现在柱子内部结构中的直通。针对框支梁纵向钢筋，在进行连接接头选择的时候应当尽可能选用机械连接接头，在相同截面内钢筋的截面面积上，应当确保其面积可以维持在所有纵向钢筋截面面积一半范围之内。除此以外，施工还应当加强对于以下内容的重视，即在框支梁施工的时候，其梁上部钢筋在到达框支梁梁底之后还应当继续向下延伸出相应的锚固长度。施工人员在进行框支梁施工的时候需要注重施工操作的科学性，以免产生在梁体上开洞的可能性，即便是要开洞，也应尽量将其控制在加强钢筋以及型钢加强的位置，针对具体的进洞位置，技术人员需要再次对其承载能力进行科学合理的计算[1]。

2、某高层建筑框支剪力墙结构转换层施工技术的应用

2.1 工程案例

某高层建筑楼层总共为30 层，其中地上第一层为商户，第二层为架空结构，自第三层开始往上便均为住宅用楼，三层以上的层高相同，均为3.1m，第一层和第二层的层高分别为5.25m 和6.15m。此外该建筑工程还包括地下两层，建筑整体的高度为98.2m。楼层整体所采用的为剪力墙结构，结构框支层处在三层楼面的位置，工程是Ⅱ类建筑场地。

2.2 整体结构方案设计

2.2.1 设计结构性能目标

在整体结构方案设计方面，设计人员应当先对结构性能目标进行设计，并综合多方面实际情况的影响因素考虑具体的抗震设防要求，进而确保框支框架和转换层楼板构件能够同实际的施工要求相适应，具体的抗震标准如下所示：在抗震设防水准方面，应当保障其能够符合在小震中不坏、中震中可修以及大震中不倒的要求。在抗震性能水准方面，则需要使其满足小震中完好、中震中可以修复使用，而在大震来临时能够有效起到对人们的生命安全的保护作用。在允许层间位移角方面，在小震、中震以及大震中分别为1/1000、1/250 以及1/120。对于转换层和上下层楼框板来说，在小震以及中震中需要具有良好的弹性，而在大震中应当不会屈服。在框支梁以及框支柱方面，应当能够在大震来临时实现合理控制，在小震以及中震中需要有良好的弹性。

2.2.2 合理的抗震措施

为了能够有效提升高层建筑框支剪力墙结构转换层施工的质量，应当在实际阶段采取更加科学合理的抗震措施。

一方面便在于对于落地剪力墙的控制，相对于总地震倾覆力矩来说，落地剪力墙自身应当承担的地震倾覆力矩应当超过55%，唯有如此才能欧切实提升剪力墙底部的抗震性能，使其充分符合施工要求。

另一方面则在于框支框架，从目前来看，一般情况下会采用型钢混凝土材料开展对于框支框架的设计工作，以保证其能够符合具体的抗震需求。在正式进行设计的受需要注意保障框支梁和框支柱同震弹性设计的实际要求相适应，与此同时还应当能够在大震验算作用下，对抗震等级进行调高。当对框支梁位置进行设计的时候可以采用偏心受拉构件，由于梁中存在轴力，所以应当适当进行部分腰筋的配置工作，此外还要强化开展对于腰筋规格的合理控制工作，以确保其能够充分发挥出其应有的作用。

2.2.3 转换层和楼板设计

在转换层和楼板设计方面，当转换层达到特定高度之后，技术人员需要对上层剪力墙以及下层剪力墙位置的变化进行综合考虑，并将厚度为210 mm、C40 混凝土作为转换层楼板，并使其能够达到0.45%的配筋率。除此以外，转换层若想真正实现上楼层以及下楼层剪力的均衡变化，应当在适当的情况下，在现有的基础上对上下楼层的强度进行加强，所以也能够结合实际需求增加楼板的厚度。在地震以及风荷载作用下，相关工作人员可以运用PMSAR 软件对上楼层以及下楼层转换层的应力值进行计算，这样一来便能够有效实现计算精确性和完整性的提升，进而为后续施工提供参考。

2.2.4 框支柱柱脚的设计

对于转换层上层以及下层框支剪力墙的分布来说，其上层以及下层内力之间存在着一定的差异性，受到落地剪力墙以及框支柱刚度之间的不同影响，在下层部位中，通常水平剪力会集中存在于落地剪力墙处，这主要指的是转换层中所存在和荷载产生了一定的变化。对于下层部位来说，剪力墙本身分布所呈现出的实际情况对于剪力墙的刚度有着直接的影响，所以设计人员在实际进行框支柱柱脚设计的过程中应当优化开展对于型钢混凝土的选择工作，特别是要注意以下几方面问题。包括在对钢骨柱底板荷载进行验算的时候，还应当详细计算配抗冲切筋。在型钢同纵筋相遇的位置需要采取相应的阶段措施，在弯锚方面，通常要经历15 天左右的时间，而在30 天之后强化[2]。

2.3 混凝土工程

混凝土工程是高层建筑框支剪力墙结构转换层施工的重要组成部分，在正式开展施工之前，相关工作人员务必要先对混凝土进行科学合理的调配工作，并对其配合比进行严格的控制，一旦发现材料比例存在不科学的问题，便要及时采取相应的优化调整措施，以有效避免最终的浇筑效果受到负面影响。在正式进行混凝土浇筑的过程中，施工人员应当现对于那些浇筑强度较高的柱混凝土进行浇筑，然后在浇筑那些有着较低强度等级要求的梁板部位，这样一来便能够有效实现浇筑质量和效率的提升，与此同时，施工人员还应当充分认识到大截面梁部位本身所具有的特殊性，并根据施工要求以及实际情况采用分层浇筑的手段展开具体的施工操作，并严格落实好对于个配料的捣实工作，进而实现梁表面密实度的有效提升。当浇筑工作完成之后，现场的施工人员应当对当时的天气情况进行综合考量，并针对混凝土表面采取相应的洒水养护措施，在实际展开养护工作的过程中可务必要时刻保障混凝土表面具有良好的湿润度，唯有如此才能够为后续各项操作的开展创造良好的条件。

2.4 模板工程

在开展内外侧的模板工程时，施工人员应当重视外墙模板的内侧模板也需要比外侧模板短200 mm，此举能够保障配板具有良好的精确度，另外，在进行浇筑工作的时候，施工人员需要科学采取相应的措施，以达到保护墙体的效果。在正式进行浇筑的过程中，经常会面临着内侧模板移动的问题，一旦没有及时采取妥善的处理措施进行应对，便有极大的可能性会导致模板安装的误差得到增加，基于此，在实际展开施工的过程中，应当事先在模板内侧放置一个钢筋头，并确保其长度的科学性以及合理性，以达到有效固定的作用，进而实现其结构整体稳定性的优化提升。如果楼板和墙面之间有着缝隙过大的现象，那么在正式展开浇筑工作的时候便有可能会增加出现漏浆问题的可能性，这不仅仅会对浇筑的实际效果造成一定的负面影响，还会导致模板产生污染，进而对模板的材质造成不利作用，所以施工人员应当科学采用相应的手段尽可能缩小楼板和墙面之间的缝隙，并强化开展浇筑工作，提升其合理性的实效性，保障水泥能够完整实现对于各个缝隙部位的填充[3]。

2.5 钢筋工程

施工人员在进行框架剪力墙结构施工之前，应当优化对于相关材料的选择，在实际进行施工的过程中往往涉及到对于大量钢筋材料的应用，与此同时，我国各地区所规定的和应用的钢筋在型号以及形状等诸多方面都存在着较大的差异性，所以当钢筋到位之后，施工单位应当安排专门的工作人员对其进行负责，日常开展对于各种类型钢筋使用情况的记录工作，并做到及时补充和更新，进而为工程的持续平稳进行奠定坚实的基础。若是钢筋节点有着过于密集的特点，那么便会增加其出现节点位移的隐患，对于结构整体的安全性和稳定性有着一定的不利影响，应当科学采取以下几方面措施进行优化处理。

首先应当对箍筋框进行固定，在钢筋工程开展的时候，施工人员应当根据实体开展相应的放样工作，以保障下料的准确性。若是在各项条件允许的情况下，施工人员应当充分结合钢筋的实际尺寸和型号进行与之相对应的模具的定制。当开展柱筋框施工的时候，可以通过水平与竖向墙体格筋达到有效的控制效果，进而最大限度避免出现钢筋位移的问题[4]。

其次需要对钢筋的梁柱阶段展开进一步的确定工作，高层建筑工程本身具有一定的特殊性，有着大量的钢筋使用需求，与此同时，其梁柱节点也相对角度，为了能够有效保障各个节点位置的精准性，施工单位应当事先安排专门的工作人员利用当下新兴的计算机技术针对施工现场实际的钢筋分布情况展开相应的绘图放样工作，结合特定的比例进行模拟样板的制作工作，接下来则应当对位置进行优化调整，最后再进行试验放样。

最后，在施工的过程中应当采用样板引路制度。通常情况下施工现场的工作人员构成相对复杂，数量也比较多，每一个阶段工作的开展都需要安排特定的工作人员展开专业操作，所以为了能够从根本上实现钢筋施工准确性以及统一性的提升，工作人员需要综合考虑样板实例展开科学作用，进而达到工程高质量完成的效果。

2.6 大体积混凝土裂缝控制技术

大体积混凝土裂缝控制技术的应用对于工程整体的质量有着重要的影响，在实际应用该技术的过程中，施工人员应当加强对于以下几方面内容的重视。

首先，应当强化开展对于原材料购买的控制，确保从正规的厂家购入原材料，在正式应用材料之前务必要确保其经过详细的检查，唯有确保其能够同各方面要求标准相符合之后，才能够允许其进入到施工场地当中。与此同时，操作人员还应当太严格根据设计要求科学进行材料的处理工作，还应当在其中适当加入一定剂量的减水剂，以此提高混合料的实际效果。

其次，可以采取在大体积混凝土梁内进行散热管道预埋的措施，适当使用循环水散热。在实际进行施工操作之前，相关工作人员需要科学测定环境的实际温度，接下来则要根据环境气温的实际情况，合理调整混凝土的入模温度，并将其维持在30℃范围之内。

最后，工作人员对于施工时间需进行合理的控制工作，尽可能将施工都安排在夜间进行，这是因为白天温度过高会对施工操纵的开展造成负面影响，当开展混凝土浇筑工作的时候，技术人员需要每隔两个小时测定一次混凝土的环境温度以及入模温度，如果有着相对较大的气温变化，那么也应当根据实际情况增加其测定温度的频率。施工人员在施工的时候务必要严格按照规范的操作流程展开科学作业，对于板和大梁来说，应当采用分开浇筑的手段进行操作，而在面临墙体以及框架部位的时候，则应当使用整体分层法进行施工，并强化开展对于分层厚度的控制工作。除此以外，施工人员需要高质量落实对于混凝土的养护工作，当完成混凝土浇筑工作之后，工作人员需要将塑料布覆盖到水平构件的表面上，同时还要定期采取对于表面的浇水养护措施[5]。