韓基鵬
摘要:隨著經濟快速發展建筑規模逐漸擴大,建設樓層高度越來越高。框架剪力墻結構由于具有較大的延性和耗能能力,在一定程度上能夠適應地震對結構產生的強迫變形,因此框架一剪力墻結構在現代建筑中已經非常普及,由于這種結構的鋼筋用量、模板支設量及砼澆筑量非常大。本文結合工程實例,對高層建筑框架剪力墻結構設計進行簡單探討。
關鍵詞:建筑工程;框架剪力墻;結構設計
一、框架剪力墻結構概念
所謂的框架剪力墻結構又被人們稱為框剪結構,它主要是利用鋼筋混凝土板墻來取得傳統的建筑梁柱結構體系,使得整個建筑結構在使用的過程中,有著良好的承載能力,致使建筑結構的整體性得到有效的提高,目前,在我國大多數建筑工程施工中,框架剪力墻結構以及成為了建筑結構承載和傳遞負荷的主要結構之一,它不僅有著剛度大、空間整體性強等方面的特點,還有效的避免建筑空間露筋露梁的現象發生,使得建筑空間結構的利用得到了有效的增強。
二、高層建筑框架剪力墻結構設計
1.剪力墻設計:框剪結構設計中,對于剪力墻要滿足位移限值的要求,同時要能充分發揮框剪結構的抗側作用,為實現結構經濟合理、安全穩定,就需要確定合理的剪力墻數量。
(1)在框剪結構中,剪力墻是主要抗側力構件。剪力墻的用量同框剪結構的平面布置息息相關,設計時要遵循“對稱、周邊、均勻、分散”基本布置原則。剪力墻要盡量設計為對稱布置,以便減弱地震作用時對建筑結構的扭轉效應;剪力墻要盡量沿著結構的周邊布置,以便提高整體結構抗扭能力;同方向上的各片剪力墻要均勻布置在各個區段,不能集中布置某區段內,防止樓蓋過大的水平變形以至于地震力在框架間的分配不均勻;要考慮到地震力的分散作用主要在基本相等的多片剪力墻上,布置剪力墻時要避免地震力集中導致主要剪力墻破損,其他框架或剪力墻因較弱而難以承受。
(2)剪力墻布置數量和建筑結構地震力大小具有直接關系。隨著剪力墻剛度的增加,建筑結構總水平地震作用同時也加大;剪力墻結構剛度變大、數量增多及周期縮短,地震作用相應也越強。為了能夠充分發揮框剪結構特性,在設計時其結構底部承擔的地震彎矩值不應低于總地震彎矩值的一半。在結構底部剪力較小時,要適當增加剪力墻的用量,以此確保結構剛度安全。但是,剪力墻并非能夠無限制增加,而要根據實際情況進行適當增加,以滿足建筑結構要求,同時滿足結構經濟性指標。
2.結構抗震設計:在高層建筑結構抗震設計過程中,由于框剪結構的使用高度、抗震等級和高寬比都是通過框架部分所承擔的總傾覆力矩百分比來確定的,框剪結構的使用高度、抗震等級和高寬比都要同接近剪力墻相關比值。抗震結構設計中,要運用概念設計思想來采用相關措施,對部分薄弱環節進行加強處理。由于剪力墻抗側力的主要構件,承擔較大的水平剪力,因此要滿足剪力墻設計的最基本構造要求,使剪力墻具有最低限度的強度和延性保證。宜根據地下室結構剛度的情況來確定嵌固層的位置,同時應注意的是地下一層與首層的剛度差別,有時明顯、有時不明顯,故不能簡單地將正負零選定為上部結構的嵌固位置。在嵌固位置其樓板也有足夠的剛度,且應適當的加大樓板厚度。
三、施工技術
(一)施工準備工作
切實做好設計圖紙的會審工作,利用規范及標準圖集并結合工程經驗,仔細核對結構圖、建筑圖及水電施工圖,盡量將圖紙中存在的常見問題 為日后施工順利進行打下良好基礎。
1.放線測量:在進行框架剪力墻結構的建筑工程施工中,對于框架剪力墻結構的建筑放線測量施工,首先應根據建筑工程施工的設計圖紙,以建筑工程施工測量放線實施的相關要求為準,注意對于先進放線測量儀器的應用,進行建筑工程的放線測量實施。
2.腳手架搭設:腳手架架體搭設。采用架體寬1.0m,第一步和第二步高分別是 2m、1.8m的雙立桿雙排粉刷架體,立桿之間的間距是1.8m,內立桿與墻的距離為 30cm。在固定時要測定好各位點的水平線拉結固定、最后進行檢查驗收。在頂層架上要加設腳手片,以增加硬圍護,以外還要加設安全網實施保護。
四、鋼筋工程
1.設置柱筋定位箍筋框,墻體水平梯格筋和豎向梯格筋來控制鋼筋位移。對于圓柱的箍筋及定位筋,通過實體放樣制作定型加工模具,取得良好效果。
2.針對鋼筋密集的梁柱節點,先采用計算機繪圖放樣,然后按 1:1 比例在現場制作模擬樣板,明確每根鋼筋的具體位置、交叉形式等,用以指導現場施工。
對于直徑小于12的鋼筋接長采用綁扎連接,連接時應注意以下幾點:墻體采用的鋼筋較細,上下層鋼筋的接長一般采用綁扎連接,在澆筑時,鋼筋網片極易發生向內或向外的位移,為防止這種現象的發生。可在豎向鋼筋搭接范圍點焊通長水平筋。以防止由于澆筑和振搗石全而使鋼筋位移。樓板鋼筋綁扎時,要放置足夠的墊塊和馬凳筋,以保證鋼筋有足夠的保擴層厚度和問距。在樓板鐘鋪設電線管時,要設計好其走向,防止2層或3層電線管互相疊放,使樓板中鋼筋網上下間距過大,從而導致樓板澆筑時在電線管疊合處局部超厚,這樣又導致了整個樓板找平后與設計標高不符,給地腳裝飾等下一道工序帶來一系列的問題。
五、混凝土工程施工技術
混凝土工程關系著整個框架架力墻結構的剛度和抗震性能,施工中通常要注意以下幾點:
1.配合比。在進行混凝土工程的建設中,首先要對混凝土進行調和配置,在調配的過程中,要控制好各種材料的比例。
2.澆筑。在澆筑的過程中,要重點注意澆筑的順序,一般采用退澆筑法,先澆筑等級和強度較高的墻柱混凝土,之后在等級較低的梁板混凝土,保證混凝土的質量。
3.養護。當混凝土工程完成之后,安排專業的人員對其進行灑水養護,保證其表面的濕潤時間大于或者等于七個小時。
六、結語
高層建筑框架高層建筑框架剪力墻結構在高層建筑工程中應用較多剪力墻結構在高層建筑工程中應用較多,因此,提高施工的質量并掌握好有關剪力墻施工的先進技術,對于建筑工程有重要的意義及作用。如果想要把剪力墻施工的質量提高,首先要科學的了解剪力墻的結構特征,其次應當選擇科學先進的施工技術進行合理的施工,一旦在施工過程中遇到問題,就要及時的注意并解決,從方方面面做起,繼而提高施工的技術和質量。
【參考文獻】
[1]王怡蓓.異形柱框-剪高層建筑結構設計的探討[J].蘇州城建環保學院學報,2000,13(2):82-85.
[2]陸云飛.高層建筑中框-剪結構設計的優化研究[D].哈爾濱工業大學,2010.
[3]賴廣權.高層框架剪力墻結構工程主體施工[J].門窗,2012,05:112+114.
[4]陸云飛.高層建筑中框-剪結構設計的優化研究[D].哈爾濱工業大學,2010.