淺談高層建筑混凝土框架結構和剪力墻施工技術

文/馮翼 湖南省湘鄉市住房和城鄉建設局 湖南湘鄉 411400

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淺談高層建筑混凝土框架結構和剪力墻施工技術

文/馮翼 湖南省湘鄉市住房和城鄉建設局 湖南湘鄉 411400

【摘要】隨著城市化進程的發展，混凝土成為城市建筑的重要設計結構。與此同時，混凝土結構為應對不同建筑物的功能需求，逐漸形成完整的、科學的體系結構。其中混凝土框架-剪力墻結構是運用頻率較大、抗震能力較強、塑造能力較強的建筑施工方式。另一方面，在混凝土框架-剪力墻的設計對于高層建筑的結構設計人員而言，仍處于研究發展的重點項目。由于其設計不僅僅依靠設計人員的實踐經驗，同時需要依靠計算機軟件進行設計計算，從而增加了設計的難度。因而，對高層建筑混凝土框架結構和剪力墻施工技術的研究具有現實意義。本文從高層建筑混凝土框架結構和剪力墻概念和類型入手，分析混凝土框架結構和剪力墻的協同技術。從而實現對具體的高層建筑施工中混凝土框架和剪力墻結構中澆筑問題、大模板問題的技術分析研究。最終實現高層建筑的社會效益和經濟效益。

【關鍵詞】高層建筑；混凝土；框架結構；剪力墻；施工技術

目前，隨著城市建筑用地的緊張，高層建筑成為城市規劃的重點。在設計中，高層建筑混凝土框架結構和剪力墻主要承擔抗震的安全性能。因而建筑施工中充分考慮建筑物的結構剛度現狀，實現高層建筑混凝土框架和剪力墻的協同一致，對具體施工中框架-剪力墻設計進行針對性研究分析，提高建筑施工的科學性都成為當前高層建筑施工設計中迫在眉睫的研究分析項目①。

1 高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構布置技術

（1）高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構相關理論

混凝土框架結構和剪力墻結構共同實現承擔建筑物各種壓力的結構體系，具有較強的剛度、承載力，因而是高層建筑的重要技術之一。良好的混凝土框架-剪力墻結構能夠保證建筑物在地震時總體結構不受影響，以此避免建筑物大規模性坍塌。框架-剪力墻的受力性能主要取決于框架-剪力墻結構的協同性，具體而言，是取決于剪力墻的數量和位置布置，合理的剪力墻數量能夠增加高層建筑的結構功能，也能夠增加建筑平面布置的美觀和實用性②。

（2）高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構布置

根據高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構的相關資料可知，高層建筑的結構布置，主要是對框架-剪力墻數量、分布位置、框架的整體設計和施工技術等技術進行有效的監管。

一方面，高層建筑框架-剪力墻結構的布置技術要點。數量布置主要是基于提高框架-剪力墻結構的抗震系數。通常情況下，剪力墻的數量同結構剛度成正比，但同建筑豎向的壓力成反比，同時增加工程建筑造價。所以，出于經濟角度思考，剪力墻的數量應該充分考慮剪力墻截面面積與樓層面積之間的比例關系，剪力墻截面抗彎剛度，按照國家相關參數進行有效設計，使建筑框架-剪力墻結構的經濟效益和安全性能達到最優化。

另一方面，高層建筑框架-剪力墻結構布置的要求。只有根據《高層建筑混凝土結構技術規程》要求，進行抗震設計，才能保證高層建筑通過審核監測，正式竣工，投入使用③。

總之，高層建筑混凝土框架結構和剪力結構的技術在于根據國家相關標準，實現高層建筑的統籌規劃設計。

2 高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構的協同技術

（1）高層建筑混凝土框架和剪力墻結構的變形特點

充分掌握高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構的變形特點，能夠有效避免不同抗側力組成的受力體系對高層建筑物中不同樓層的影響，并且高效實用框架-剪力墻結構的技術特點。目前，框架-剪力墻結構變形特征主要分為以下幾個特點④：

首先，剪力墻結構呈彎曲型變異，主要是由于混凝土框架結構和剪力墻結構是豎向懸臂彎曲結構。如圖1所示:

圖1-高層混凝土框架結構和剪力墻彎曲變形

其次，混凝土框架和剪力墻剪切型變形，主要是框架結構和剪力墻受水平方向的力影響。如圖2所示。

圖2-高層建筑混凝土框架和剪力墻結構剪切變形

最后，高層建筑混凝土框架和剪力墻結構呈現反S形的彎剪型位移變形，主要是受水平壓力、混凝土框架和剪力墻三者共同作用。如圖3所示。

圖3-高層建筑混凝土框架和剪力墻結構剪切位移變形

（2）高層建筑混凝土框架和剪力墻結構的受力特點

高層建筑混凝土框架和剪力墻受力特點可以分為水平受力和垂直受力。

首先，高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構的水平受力特點在不同樓層的表現不同。一方面是在下部樓層受力特點，剪力墻促使框架出現彎曲型變形，從而使自身承受絕大部分的剪力壓力。另一方面，在上部樓層，混凝土框架結構主要承受拉回剪力墻變形的附加剪力的壓力。總體而言，混凝土框架結構和剪力墻結構之間的受力分配比例為VW/VF,同時隨樓層變化而變化。混凝土框架結構所受壓力不受樓層變化而演變。而實現混凝土框架和剪力墻變形協調技術，有利于盡可能減少側移力對建筑的影響，使

混凝土框架和剪力墻實現協同管理⑤。

3 具體高層建筑施工中混凝土框架結構和剪力墻結構的相關技術處理

（1）高層建筑施工中現澆混凝土框架-剪力墻結構的相關技術處理

高層建筑施工中現澆混凝土框架結構和剪力墻結構的主要技術有兩項⑥：

一方面，是關于施工縫位置的留設技術。高層建筑中施工縫的留設主要基于受建力較小的結構，在建筑物的梁上，一般而言，主梁上不留設施工縫，主要在次梁的跨中三分之一處留設。在建筑物的板上，單向板施工縫通常留設在同主筋平行的任意位置上；雙向板的施工縫留設則根據不同的施工設計產生變化。在建筑物的墻上，施工縫留置在剪力墻水平、垂直面的交接處。對于建筑物的柱，施工縫主要留置在標高處，如梁面標高處。最后，對于其他的建筑施工項目，如大截面梁等，要更加建筑標準，按照施工設計方案進行施工縫的留置。

另一方面，是關于梁柱節點鋼筋布置的技術要求。在現澆混凝土框架結構和剪力墻結構中，水平方向和垂直方面的鋼筋布置交叉在一起，數量過多。在整體施工技術上，影響滬混凝土的澆筑，不利于建筑物的總體結構建筑。主要處理的技術方式有以下幾點：首先是改變混凝土的主要材質。一般情況下，混凝土中進入到梁柱中的主體材料是粗骨料，所以，采用細石能夠使混凝土澆筑速度快，效果明顯。前提是，更換材料要按照設計方案。其次是更換振搗工具。通常施工中使用的振搗棒直徑為30mm，在推動混凝土同梁柱節點鋼筋的連接時效果不明顯。因而建議采用直徑更小的振搗棒。例如，2013年，某高層建筑施工隊在對梁柱鋼筋密集區混凝土振搗時，發現采用直徑為20mm的振搗棒效果甚微，因而，施工人員采用了振搗棒和人工插搗共同作用的工作方式，能夠完成該項工作，并且效果完美。最后，可以將處于梁柱截面上部的大梁負彎矩鋼筋后放。主要是將負彎矩鋼筋同混凝土以水平方式接觸，之后迅速捆綁負彎矩鋼筋，再繼續澆筑混凝土促進固定梁柱節點的振搗密實，形成整體，避免水平冷縫出現，增加混凝土結構的承壓能力。

（2）高層剪力墻結構大模板制作的相關施工技術處理

高層剪力墻結構，主要采用大模板制作工藝⑦。而大模板決定剪力墻的總體外觀質量效果。因而根據高層建筑施工技術要求，大模板必須擁有一定的性能，如傳統中的大模板面積為3mm的鋼板，使用年限較短，同時容易面板表面容易產生變形，使得混凝土的表面凹凸不平。現如今，高層建筑施工統一采用高質量的大模板制作工藝。例如，2013年，某高層建筑施工隊采用了6mm厚的鋼板作為大模板，并且加密大模板之間的距離，有效地增加混凝土面板的平整度，同時大模板的使用期限較同比增加了10%。

總之，對于高層建筑混凝土框架結構和剪力墻的具體技術而言，現如今需要處理的問題主要有上文所提三個工藝。

結語：

綜上所述，高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構兩者之間是相互作用，相互影響的。在解決高層建筑的施工問題時，應借鑒高層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構的分析研究，從結構分布特點，變形和受力情況入手，最終根據具體的施工情況，在統籌全局的前提上，有針對性地進行技術提升。另一方面，本文缺少對不同樓層的混凝土框架結構和剪力墻結構進行有效分析，因而，在未來實踐和理論研究中，應加強對不同樓層建筑混凝土框架結構和剪力墻結構的詳細分析，從而提高高層建筑混凝土框架結構和剪力墻技術的全面提升，實現高層建筑施工技術的科學性，增加高層建筑的安全性能，從而促進城市發展建設。

參考文獻

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