探討高層建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

文／蔡曉光 北京廣遠(yuǎn)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100124

引言：

從目前來看，我國部分建筑的開發(fā)商會從建筑功能的角度出發(fā)，將高層建筑劃分成三部分，高層會進(jìn)行住宅或者是旅館的布置，而中層則會用作辦公，地層通常為商場以及娛樂場所。因?yàn)楦鱾€區(qū)域存在不同的用途，所以一般會采用設(shè)置承重墻的方式將各門店隔離開展，但這種方式難以達(dá)到科學(xué)布置結(jié)構(gòu)的效果，所以需要對框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

1、高層建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及施工要點(diǎn)

1.1 特點(diǎn)

框支剪力墻結(jié)構(gòu)主要指的是一種將框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)有效結(jié)合起來的一種結(jié)構(gòu)，其在應(yīng)用的過程中能夠呈現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)勢和特點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)采用了兩種形式以實(shí)現(xiàn)對于剪力墻的支撐，分別為抬梁和框支，但是由于在實(shí)際開展工程施工的時候需要面臨墻肢，所以會導(dǎo)致在梁上出現(xiàn)抬梁，這便要求設(shè)計(jì)人員以及施工人員在實(shí)際進(jìn)行框支剪力墻設(shè)計(jì)以及施工的過程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于該方面內(nèi)容的重視。

1.2 施工要點(diǎn)

1.2.1 落地剪力墻

由于框支剪力墻結(jié)構(gòu)本身在承載力方面存在一定的欠缺，所以對于整體的剪力墻結(jié)構(gòu)體系來說，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行一定數(shù)量落地剪力墻的設(shè)計(jì)，以有效彌補(bǔ)其承載力不足的問題，在實(shí)際展開落地剪力墻施工的時候，工作人員需要加強(qiáng)對于鋼筋的下料以及綁扎工作，與此同時還應(yīng)當(dāng)對剪力暗柱中所設(shè)置的拉筋進(jìn)行合理控制，確保其能夠緊密地同縱向鋼筋靠在一起。若在是落地剪力墻與轉(zhuǎn)換層的上部結(jié)構(gòu)中進(jìn)行設(shè)置，便應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況和具體需求，對立筋的規(guī)格以及間距進(jìn)行合理的調(diào)整，因?yàn)榘盗罕旧聿豢梢蕴幵趬ι硪酝獾牡胤?，也不能夠?dú)立存在，所以施工人員在正式進(jìn)行施工的時候，務(wù)必要把豎向鋼筋彎折進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其在板體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的深入。

1.2.2 框支柱

從本質(zhì)上來看，框支柱在抗傾覆能力方面有著較高的水平，與此同時還有著良好的延性。為了能夠同抗震設(shè)計(jì)的實(shí)際要求相適應(yīng)，應(yīng)當(dāng)確?？蛑е慕孛婺軌蚍蠝p壓比的控制。施工人員在配置框支柱的縱向鋼筋的過程中，應(yīng)當(dāng)保障在連接接頭處縱向鋼筋之間可以呈現(xiàn)出互相錯開的狀態(tài)。與此同時，施工人員還要合理控制處在同一截面內(nèi)鋼筋接頭的面積百分率，確保其能夠處在50%范圍之內(nèi)。具體可以使用機(jī)械進(jìn)行接頭的連接，操作人員需要結(jié)合實(shí)際情況，并充分認(rèn)識到存在鋼筋直徑以及鋼筋截面尺寸比較大的可能性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于接頭和樓板之間距離的高質(zhì)量控制。施工人員在施工的時候需要尤其要注意，處在框支柱上部墻體結(jié)構(gòu)中的鋼筋深入上部墻體內(nèi)部的范圍應(yīng)當(dāng)在一層以上。

1.2.3 框支梁

在確定框支梁截面尺寸的過程中，可以通過分析抗剪的承載能力來進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)當(dāng)保障支座上部沿著梁的全長方向，應(yīng)當(dāng)有50%以上的縱向鋼筋可以達(dá)到貫通的效果，而下部的縱向鋼筋則應(yīng)當(dāng)能夠全部實(shí)現(xiàn)在柱子內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的直通。針對框支梁縱向鋼筋，在進(jìn)行連接接頭選擇的時候應(yīng)當(dāng)盡可能選用機(jī)械連接接頭，在相同截面內(nèi)鋼筋的截面面積上，應(yīng)當(dāng)確保其面積可以維持在所有縱向鋼筋截面面積一半范圍之內(nèi)。除此以外，施工還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于以下內(nèi)容的重視，即在框支梁施工的時候，其梁上部鋼筋在到達(dá)框支梁梁底之后還應(yīng)當(dāng)繼續(xù)向下延伸出相應(yīng)的錨固長度。施工人員在進(jìn)行框支梁施工的時候需要注重施工操作的科學(xué)性，以免產(chǎn)生在梁體上開洞的可能性，即便是要開洞，也應(yīng)盡量將其控制在加強(qiáng)鋼筋以及型鋼加強(qiáng)的位置，針對具體的進(jìn)洞位置，技術(shù)人員需要再次對其承載能力進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算[1]。

2、某高層建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工程案例

某高層建筑樓層總共為30 層，其中地上第一層為商戶，第二層為架空結(jié)構(gòu)，自第三層開始往上便均為住宅用樓，三層以上的層高相同，均為3.1m，第一層和第二層的層高分別為5.25m 和6.15m。此外該建筑工程還包括地下兩層，建筑整體的高度為98.2m。樓層整體所采用的為剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)框支層處在三層樓面的位置，工程是Ⅱ類建筑場地。

2.2 整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

2.2.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)

在整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)先對結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并綜合多方面實(shí)際情況的影響因素考慮具體的抗震設(shè)防要求，進(jìn)而確?？蛑Э蚣芎娃D(zhuǎn)換層樓板構(gòu)件能夠同實(shí)際的施工要求相適應(yīng)，具體的抗震標(biāo)準(zhǔn)如下所示：在抗震設(shè)防水準(zhǔn)方面，應(yīng)當(dāng)保障其能夠符合在小震中不壞、中震中可修以及大震中不倒的要求。在抗震性能水準(zhǔn)方面，則需要使其滿足小震中完好、中震中可以修復(fù)使用，而在大震來臨時能夠有效起到對人們的生命安全的保護(hù)作用。在允許層間位移角方面，在小震、中震以及大震中分別為1/1000、1/250 以及1/120。對于轉(zhuǎn)換層和上下層樓框板來說，在小震以及中震中需要具有良好的彈性，而在大震中應(yīng)當(dāng)不會屈服。在框支梁以及框支柱方面，應(yīng)當(dāng)能夠在大震來臨時實(shí)現(xiàn)合理控制，在小震以及中震中需要有良好的彈性。

2.2.2 合理的抗震措施

為了能夠有效提升高層建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)在實(shí)際階段采取更加科學(xué)合理的抗震措施。

一方面便在于對于落地剪力墻的控制，相對于總地震傾覆力矩來說，落地剪力墻自身應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的地震傾覆力矩應(yīng)當(dāng)超過55%，唯有如此才能歐切實(shí)提升剪力墻底部的抗震性能，使其充分符合施工要求。

另一方面則在于框支框架，從目前來看，一般情況下會采用型鋼混凝土材料開展對于框支框架的設(shè)計(jì)工作，以保證其能夠符合具體的抗震需求。在正式進(jìn)行設(shè)計(jì)的受需要注意保障框支梁和框支柱同震彈性設(shè)計(jì)的實(shí)際要求相適應(yīng)，與此同時還應(yīng)當(dāng)能夠在大震驗(yàn)算作用下，對抗震等級進(jìn)行調(diào)高。當(dāng)對框支梁位置進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候可以采用偏心受拉構(gòu)件，由于梁中存在軸力，所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)進(jìn)行部分腰筋的配置工作，此外還要強(qiáng)化開展對于腰筋規(guī)格的合理控制工作，以確保其能夠充分發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。

2.2.3 轉(zhuǎn)換層和樓板設(shè)計(jì)

在轉(zhuǎn)換層和樓板設(shè)計(jì)方面，當(dāng)轉(zhuǎn)換層達(dá)到特定高度之后，技術(shù)人員需要對上層剪力墻以及下層剪力墻位置的變化進(jìn)行綜合考慮，并將厚度為210 mm、C40 混凝土作為轉(zhuǎn)換層樓板，并使其能夠達(dá)到0.45%的配筋率。除此以外，轉(zhuǎn)換層若想真正實(shí)現(xiàn)上樓層以及下樓層剪力的均衡變化，應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)那闆r下，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對上下樓層的強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)，所以也能夠結(jié)合實(shí)際需求增加樓板的厚度。在地震以及風(fēng)荷載作用下，相關(guān)工作人員可以運(yùn)用PMSAR 軟件對上樓層以及下樓層轉(zhuǎn)換層的應(yīng)力值進(jìn)行計(jì)算，這樣一來便能夠有效實(shí)現(xiàn)計(jì)算精確性和完整性的提升，進(jìn)而為后續(xù)施工提供參考。

2.2.4 框支柱柱腳的設(shè)計(jì)

對于轉(zhuǎn)換層上層以及下層框支剪力墻的分布來說，其上層以及下層內(nèi)力之間存在著一定的差異性，受到落地剪力墻以及框支柱剛度之間的不同影響，在下層部位中，通常水平剪力會集中存在于落地剪力墻處，這主要指的是轉(zhuǎn)換層中所存在和荷載產(chǎn)生了一定的變化。對于下層部位來說，剪力墻本身分布所呈現(xiàn)出的實(shí)際情況對于剪力墻的剛度有著直接的影響，所以設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行框支柱柱腳設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)化開展對于型鋼混凝土的選擇工作，特別是要注意以下幾方面問題。包括在對鋼骨柱底板荷載進(jìn)行驗(yàn)算的時候，還應(yīng)當(dāng)詳細(xì)計(jì)算配抗沖切筋。在型鋼同縱筋相遇的位置需要采取相應(yīng)的階段措施，在彎錨方面，通常要經(jīng)歷15 天左右的時間，而在30 天之后強(qiáng)化[2]。

2.3 混凝土工程

混凝土工程是高層建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工的重要組成部分，在正式開展施工之前，相關(guān)工作人員務(wù)必要先對混凝土進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)配工作，并對其配合比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，一旦發(fā)現(xiàn)材料比例存在不科學(xué)的問題，便要及時采取相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整措施，以有效避免最終的澆筑效果受到負(fù)面影響。在正式進(jìn)行混凝土澆筑的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)現(xiàn)對于那些澆筑強(qiáng)度較高的柱混凝土進(jìn)行澆筑，然后在澆筑那些有著較低強(qiáng)度等級要求的梁板部位，這樣一來便能夠有效實(shí)現(xiàn)澆筑質(zhì)量和效率的提升，與此同時，施工人員還應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到大截面梁部位本身所具有的特殊性，并根據(jù)施工要求以及實(shí)際情況采用分層澆筑的手段展開具體的施工操作，并嚴(yán)格落實(shí)好對于個配料的搗實(shí)工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)梁表面密實(shí)度的有效提升。當(dāng)澆筑工作完成之后，現(xiàn)場的施工人員應(yīng)當(dāng)對當(dāng)時的天氣情況進(jìn)行綜合考量，并針對混凝土表面采取相應(yīng)的灑水養(yǎng)護(hù)措施，在實(shí)際展開養(yǎng)護(hù)工作的過程中可務(wù)必要時刻保障混凝土表面具有良好的濕潤度，唯有如此才能夠?yàn)楹罄m(xù)各項(xiàng)操作的開展創(chuàng)造良好的條件。

2.4 模板工程

在開展內(nèi)外側(cè)的模板工程時，施工人員應(yīng)當(dāng)重視外墻模板的內(nèi)側(cè)模板也需要比外側(cè)模板短200 mm，此舉能夠保障配板具有良好的精確度，另外，在進(jìn)行澆筑工作的時候，施工人員需要科學(xué)采取相應(yīng)的措施，以達(dá)到保護(hù)墻體的效果。在正式進(jìn)行澆筑的過程中，經(jīng)常會面臨著內(nèi)側(cè)模板移動的問題，一旦沒有及時采取妥善的處理措施進(jìn)行應(yīng)對，便有極大的可能性會導(dǎo)致模板安裝的誤差得到增加，基于此，在實(shí)際展開施工的過程中，應(yīng)當(dāng)事先在模板內(nèi)側(cè)放置一個鋼筋頭，并確保其長度的科學(xué)性以及合理性，以達(dá)到有效固定的作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的優(yōu)化提升。如果樓板和墻面之間有著縫隙過大的現(xiàn)象，那么在正式展開澆筑工作的時候便有可能會增加出現(xiàn)漏漿問題的可能性，這不僅僅會對澆筑的實(shí)際效果造成一定的負(fù)面影響，還會導(dǎo)致模板產(chǎn)生污染，進(jìn)而對模板的材質(zhì)造成不利作用，所以施工人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)采用相應(yīng)的手段盡可能縮小樓板和墻面之間的縫隙，并強(qiáng)化開展?jié)仓ぷ?，提升其合理性的?shí)效性，保障水泥能夠完整實(shí)現(xiàn)對于各個縫隙部位的填充[3]。

2.5 鋼筋工程

施工人員在進(jìn)行框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工之前，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化對于相關(guān)材料的選擇，在實(shí)際進(jìn)行施工的過程中往往涉及到對于大量鋼筋材料的應(yīng)用，與此同時，我國各地區(qū)所規(guī)定的和應(yīng)用的鋼筋在型號以及形狀等諸多方面都存在著較大的差異性，所以當(dāng)鋼筋到位之后，施工單位應(yīng)當(dāng)安排專門的工作人員對其進(jìn)行負(fù)責(zé)，日常開展對于各種類型鋼筋使用情況的記錄工作，并做到及時補(bǔ)充和更新，進(jìn)而為工程的持續(xù)平穩(wěn)進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。若是鋼筋節(jié)點(diǎn)有著過于密集的特點(diǎn)，那么便會增加其出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)位移的隱患，對于結(jié)構(gòu)整體的安全性和穩(wěn)定性有著一定的不利影響，應(yīng)當(dāng)科學(xué)采取以下幾方面措施進(jìn)行優(yōu)化處理。

首先應(yīng)當(dāng)對箍筋框進(jìn)行固定，在鋼筋工程開展的時候，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)體開展相應(yīng)的放樣工作，以保障下料的準(zhǔn)確性。若是在各項(xiàng)條件允許的情況下，施工人員應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合鋼筋的實(shí)際尺寸和型號進(jìn)行與之相對應(yīng)的模具的定制。當(dāng)開展柱筋框施工的時候，可以通過水平與豎向墻體格筋達(dá)到有效的控制效果，進(jìn)而最大限度避免出現(xiàn)鋼筋位移的問題[4]。

其次需要對鋼筋的梁柱階段展開進(jìn)一步的確定工作，高層建筑工程本身具有一定的特殊性，有著大量的鋼筋使用需求，與此同時，其梁柱節(jié)點(diǎn)也相對角度，為了能夠有效保障各個節(jié)點(diǎn)位置的精準(zhǔn)性，施工單位應(yīng)當(dāng)事先安排專門的工作人員利用當(dāng)下新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)針對施工現(xiàn)場實(shí)際的鋼筋分布情況展開相應(yīng)的繪圖放樣工作，結(jié)合特定的比例進(jìn)行模擬樣板的制作工作，接下來則應(yīng)當(dāng)對位置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最后再進(jìn)行試驗(yàn)放樣。

最后，在施工的過程中應(yīng)當(dāng)采用樣板引路制度。通常情況下施工現(xiàn)場的工作人員構(gòu)成相對復(fù)雜，數(shù)量也比較多，每一個階段工作的開展都需要安排特定的工作人員展開專業(yè)操作，所以為了能夠從根本上實(shí)現(xiàn)鋼筋施工準(zhǔn)確性以及統(tǒng)一性的提升，工作人員需要綜合考慮樣板實(shí)例展開科學(xué)作用，進(jìn)而達(dá)到工程高質(zhì)量完成的效果。

2.6 大體積混凝土裂縫控制技術(shù)

大體積混凝土裂縫控制技術(shù)的應(yīng)用對于工程整體的質(zhì)量有著重要的影響，在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于以下幾方面內(nèi)容的重視。

首先，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化開展對于原材料購買的控制，確保從正規(guī)的廠家購入原材料，在正式應(yīng)用材料之前務(wù)必要確保其經(jīng)過詳細(xì)的檢查，唯有確保其能夠同各方面要求標(biāo)準(zhǔn)相符合之后，才能夠允許其進(jìn)入到施工場地當(dāng)中。與此同時，操作人員還應(yīng)當(dāng)太嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求科學(xué)進(jìn)行材料的處理工作，還應(yīng)當(dāng)在其中適當(dāng)加入一定劑量的減水劑，以此提高混合料的實(shí)際效果。

其次，可以采取在大體積混凝土梁內(nèi)進(jìn)行散熱管道預(yù)埋的措施，適當(dāng)使用循環(huán)水散熱。在實(shí)際進(jìn)行施工操作之前，相關(guān)工作人員需要科學(xué)測定環(huán)境的實(shí)際溫度，接下來則要根據(jù)環(huán)境氣溫的實(shí)際情況，合理調(diào)整混凝土的入模溫度，并將其維持在30℃范圍之內(nèi)。

最后，工作人員對于施工時間需進(jìn)行合理的控制工作，盡可能將施工都安排在夜間進(jìn)行，這是因?yàn)榘滋鞙囟冗^高會對施工操縱的開展造成負(fù)面影響，當(dāng)開展混凝土澆筑工作的時候，技術(shù)人員需要每隔兩個小時測定一次混凝土的環(huán)境溫度以及入模溫度，如果有著相對較大的氣溫變化，那么也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況增加其測定溫度的頻率。施工人員在施工的時候務(wù)必要嚴(yán)格按照規(guī)范的操作流程展開科學(xué)作業(yè)，對于板和大梁來說，應(yīng)當(dāng)采用分開澆筑的手段進(jìn)行操作，而在面臨墻體以及框架部位的時候，則應(yīng)當(dāng)使用整體分層法進(jìn)行施工，并強(qiáng)化開展對于分層厚度的控制工作。除此以外，施工人員需要高質(zhì)量落實(shí)對于混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，當(dāng)完成混凝土澆筑工作之后，工作人員需要將塑料布覆蓋到水平構(gòu)件的表面上，同時還要定期采取對于表面的澆水養(yǎng)護(hù)措施[5]。

結(jié)語：

優(yōu)化開展科學(xué)合理的框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)工作，并采取良好的施工技術(shù)能夠有效提升高層建筑的施工質(zhì)量，對于工程整體的持續(xù)平穩(wěn)進(jìn)行有著積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)工作人員要加強(qiáng)對于該方面內(nèi)容的重視，并在實(shí)踐過程中注重對于技術(shù)的更新與升級。