超高層鋼板—混凝土組合剪力墻裂縫控制關(guān)鍵技術(shù)研究

楊臣賢 劉吉偉

摘 要：在目前的超高層建筑中，主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系就是鋼板-混凝土組合剪力墻，雖然這種結(jié)構(gòu)體系具有較強(qiáng)的承載力，也具有較大的抗震性能，但是其也會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的影響，而出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問(wèn)題，針對(duì)這一問(wèn)題需要采用合理的控制技術(shù)進(jìn)行控制，本文就主要針對(duì)超高層鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；鋼板-混凝土組合剪力墻；裂縫；控制關(guān)鍵技術(shù)

鋼板-混凝土組合剪力墻由于具有較強(qiáng)的承載力以及抗震性能，因此收到了超高層建筑施工人員的青睞，在目前的超高層建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，鋼板-混凝土組合剪力墻這一結(jié)構(gòu)體系，在實(shí)際的應(yīng)用中，也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問(wèn)題，要想解決這種問(wèn)題，就需要采取有效的裂縫控制技術(shù)，從而保障超高層建筑整體施工的質(zhì)量。

1 工程概況

某市在綠地中心建構(gòu)了一座超高層綜合性的辦公樓，其所在的區(qū)域在市中心的位置，周圍交通環(huán)繞，同行方便，人流眾多，該超高層建筑的整體施工面積達(dá)到了132453m2，建筑的整體高度在265m，其設(shè)置有4層地下室，建筑地上的樓層數(shù)為56層，該超高層建筑采用的就是鋼板-混凝土組合剪力墻進(jìn)行的修建，而在該建筑的42和43層上，施工樓層為桁架轉(zhuǎn)換層。而其地下的第二層到地上的第五層，采用的施工結(jié)構(gòu)均為核心筒結(jié)構(gòu)，主要的結(jié)構(gòu)形式就是鋼板-混凝土組合剪力墻結(jié)構(gòu)，該剪力墻的施工厚度在1300mm左右，而且剪力墻內(nèi)部的厚度為450mm，鋼板的厚度在30mm左右，采用的混凝土原料的強(qiáng)度等級(jí)為C60，針對(duì)該結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行施工的時(shí)候，施工所應(yīng)用的時(shí)間為150d。

2 超高層鋼板-混凝土組合剪力墻施工存在的問(wèn)題

鋼板-混凝土組合剪力墻是一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，其主要應(yīng)用在超高層建筑施工中，由于超高層建筑的特點(diǎn)，決定了這一結(jié)構(gòu)體系的施工具有一定的復(fù)雜性。其采用的作業(yè)方式多為交叉作業(yè)方式，對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行控制具有一定的難度。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查結(jié)果可以了解到，在超高層建筑施工中，應(yīng)用鋼板-混凝土組合剪力墻，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂問(wèn)題，而針對(duì)這一問(wèn)題，現(xiàn)階段的施工人員還無(wú)法進(jìn)行有效的解決，這樣就使得超高層建筑施工中存在著嚴(yán)重的質(zhì)量隱患問(wèn)題，從而也會(huì)給超高層建筑施工帶來(lái)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

因此，針對(duì)超高層鋼板-混凝土組合剪力墻進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要采取相關(guān)的控制關(guān)鍵技術(shù)，來(lái)對(duì)其出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題進(jìn)行合理的控制，從而才能夠使得超高層建筑的整體施工質(zhì)量得以保證，這樣就能夠保障超高層建筑使用的安全性。同時(shí)，要根據(jù)造成鋼板-混凝土組合剪力墻出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行全面的分析，制定出一套行之有效的控制方案，根據(jù)該方案的要求，對(duì)鋼板-混凝土組合剪力墻的裂縫問(wèn)題進(jìn)行控制，從而可以使得該結(jié)構(gòu)體系的安全性能大大提升，也能夠使得該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量可以得到明顯的提高。

3 超高層鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫的控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1 實(shí)驗(yàn)墻概況

一旦鋼板-混凝土組合剪力墻出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫，就會(huì)使得超高層建筑的整體施工質(zhì)量下降，這是因?yàn)殇摪?混凝土組合剪力墻裂縫并不容易控制，要想使得超高層建筑整體的施工質(zhì)量可以得到有效的保證，就需要采取有效的施工控制技術(shù)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)墻的施工。而要做到這一點(diǎn)，首先需要能夠清楚的了解鋼板-混凝土組合剪力墻出現(xiàn)裂縫的原因，依據(jù)所分析出來(lái)的原因，來(lái)制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)墻施工方案以及質(zhì)量控制方案，依據(jù)所制定出來(lái)的方案進(jìn)行施工，這樣就能夠有效的減少鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫的出現(xiàn)。在針對(duì)實(shí)驗(yàn)墻進(jìn)行施工的過(guò)程中，也要注意對(duì)溫度以及變形等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集，從而可以依據(jù)這些數(shù)據(jù)信息來(lái)分析得出造成裂縫出現(xiàn)的誘因，這樣就可以更好的完善相關(guān)的施工工藝，以實(shí)現(xiàn)鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫控制的目的。

3.2 實(shí)驗(yàn)墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.2.1 鋼板剪力墻連接方式優(yōu)化

從上述的超高層建筑工程中的鋼板施工以及焊縫施工等方面具有的優(yōu)勢(shì)可以了解到，對(duì)比分析雙面坡口焊接與單面坡口焊接的優(yōu)缺點(diǎn)，深化設(shè)計(jì)最終采取單面坡口焊連接的方式。針對(duì)鋼板剪力墻單面坡口焊接變形大的難點(diǎn)，對(duì)鋼板剪力墻進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。主要考慮焊縫設(shè)置在避免焊接應(yīng)力集中的連接部位，根據(jù)設(shè)備的吊裝能力，合理設(shè)計(jì)鋼板剪力墻分節(jié)方案，且鋼板剪力墻連接方式設(shè)為單面坡口焊接反面約束的連接體系。

3.2.2 鋼板剪力墻分節(jié)設(shè)計(jì)優(yōu)化

鋼板剪力墻深化設(shè)計(jì)在鋼骨柱兩側(cè)增加500mm寬托座板（墻體鋼板），與鋼骨柱在加工廠拼裝、焊接完成。同時(shí)考慮到鋼骨梁與鋼板的仰焊施工難度大，深化設(shè)計(jì)時(shí)將鋼骨梁兩側(cè)翼緣與上下兩節(jié)鋼板焊接。

3.3 鋼板剪力墻焊接變形及殘余應(yīng)力控制的研究

采取措施控制焊接變形并消除殘余應(yīng)力，減小鋼板剪力墻對(duì)混凝土不均勻應(yīng)力作用，是控制鋼板剪力墻施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本工程鋼板剪力墻面積大、焊縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)，通過(guò)試驗(yàn)墻的技術(shù)方案對(duì)優(yōu)選鋼板剪力墻的安裝、焊接工藝，增加約束鋼板控制措施；設(shè)置合理的鋼板分節(jié)設(shè)計(jì)方案，減少焊接難度；優(yōu)選對(duì)稱跳焊的間斷焊接順序；制訂嚴(yán)格的焊接工藝參數(shù)控制；采取消除殘余應(yīng)力的措施等多方面進(jìn)行了研究。在焊接過(guò)程中對(duì)鋼板進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)總結(jié)焊接變形規(guī)律，調(diào)整并制訂最優(yōu)的焊接工藝，使鋼板焊接變形達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.4 高性能高流態(tài)混凝土研發(fā)

針對(duì)鋼板一混凝土組合剪力墻的特點(diǎn)，以及混凝土的高強(qiáng)度等級(jí)、高流態(tài)、低水化熱和高可泵性的特點(diǎn)進(jìn)行了研發(fā)，與清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、攪拌站等多家單位合作，通過(guò)大量的試驗(yàn)，成功研發(fā)出了高性能高流態(tài)混凝土。混凝土拌合物和易性良好，坍落度保持4h損失很小，幾乎不損失。擴(kuò)展度在3h之后，相對(duì)損失較小，能夠較好的保持混凝土和易性。

4 注意事項(xiàng)

4.1 調(diào)整焊接工藝

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)墻的焊接工藝分析總結(jié)，在后期鋼板剪力墻施工中，調(diào)整了焊接順序與焊接工藝參數(shù)，加強(qiáng)了控制焊接變形的措施。

4.2 混凝土配合比調(diào)整

不同季節(jié)的混凝土配合比需及時(shí)調(diào)整。高溫季節(jié)混凝土中心溫度變化較大，易產(chǎn)生溫度裂縫。進(jìn)入冬季后，溫度降低，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，適當(dāng)減少摻合料摻量，相應(yīng)增加水泥用量，以保證混凝土實(shí)體強(qiáng)度滿足施工要求。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在超高層建筑工程施工中，合理的應(yīng)用鋼板-混凝土組合剪力墻進(jìn)行施工，并采取有效的控制關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫進(jìn)行控制，就可以全面的提升超高層建筑施工的整體質(zhì)量，也會(huì)使得建筑工程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值最大限度的體現(xiàn)出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]范重，劉學(xué)林，黃彥軍，李麗，曹禾.鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工模擬技術(shù)[J].施工技術(shù)，2012（18）.

[2]郭蘭慧，戎芹，馬欣伯，張素梅.兩邊連接鋼板-混凝土組合剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究及有限元分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2012（6）.

[3]馬曉偉，聶建國(guó)，陶慕軒，卜凡民.雙鋼板-混凝土組合剪力墻壓彎承載力數(shù)值模型及簡(jiǎn)化計(jì)算公式[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2013（4）.