框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)研究

梁培川

(中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西 西安 710038)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)在建設(shè)項(xiàng)目工地中運(yùn)用得比較普遍,有效克服了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的弊端和不足之處,對(duì)于建筑物工程施工品質(zhì)與效益的改善,有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。施工時(shí)應(yīng)通過(guò)增強(qiáng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工人員技能與工藝水平,穩(wěn)定建筑物總體結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)建筑的美觀性能與實(shí)用價(jià)值。

1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)概述

框架剪力墻系統(tǒng)是通過(guò)剛連的方式,將墻和柱連接在一起的。而通過(guò)在預(yù)應(yīng)力砼框架結(jié)構(gòu)上安裝一定數(shù)量的剪力墻,即可形成框架剪力墻體系。框架剪力墻結(jié)構(gòu)既保留了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)空間布局靈活性、使用方便的優(yōu)點(diǎn),又具有了剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度好、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)。因此框架剪力墻設(shè)計(jì)既解決了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的承載功能不明顯和剪力墻設(shè)置不方便等的問(wèn)題,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了將鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的基本特性與剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合。

建筑工程施工時(shí)期,施工人員為了提高建筑整體的施工品質(zhì),往往需要對(duì)建筑物整體實(shí)施框架剪力墻的結(jié)合施工,從而有效增加了建筑空間的利用量,但在實(shí)際施工期間,因受建筑框架結(jié)構(gòu)影響而導(dǎo)致空間使用效益不佳。框架剪力墻構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),如表1所示。

表1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

目前,框架剪力墻結(jié)合施工方式在建筑施工中的影響越來(lái)越突出,主要體現(xiàn)在如下一些領(lǐng)域。

2.1 框架剪力墻構(gòu)件強(qiáng)度高,能夠增加房屋的承載功能

使用框架剪力墻的施工方法,不但可以從總體上改善施工效率,而且可以在過(guò)程中保障操作者的安全。另外,使用結(jié)構(gòu)剪力墻的施工方式,能夠提高建筑物的高度,可以節(jié)省用地資金。

2.2 框架剪力墻構(gòu)件重量輕,抗震性能優(yōu)異

使用框架剪力墻結(jié)構(gòu),能夠提高建筑工程的穩(wěn)定性和安全系數(shù)。框架剪力墻構(gòu)件的側(cè)向剛性很大,所以在受力的影響時(shí),框架剪力墻構(gòu)件也無(wú)法變形。綜上所述,框架剪力墻構(gòu)件不但保持了剪力墻側(cè)向剛性大的優(yōu)勢(shì),還通過(guò)調(diào)節(jié)剪力剛性與骨架強(qiáng)度之間的比值,提高了建筑物的抗震能力。

3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)與施工技術(shù)規(guī)范的內(nèi)容

3.1 模板施工技術(shù)

在建筑施工之前,工作人員就必須做好樣板施工準(zhǔn)備工作。也因此,工作人員不但必須全面掌握樣板建筑的基本特點(diǎn)與分類方法,還必須掌握建筑說(shuō)明書(shū)上的基本知識(shí)。此外,施工人員還須依據(jù)勘測(cè)報(bào)告等資料來(lái)擬定建設(shè)方法。其中,搭設(shè)的寬度>8m、跨度>18m、施工總荷載>15kN/m2、集中線荷載>20kN/m2的鋼筋砼基礎(chǔ)項(xiàng)目,在實(shí)施之前,都應(yīng)當(dāng)經(jīng)由專業(yè)技術(shù)認(rèn)定、審查。此外,工作人員必須仔細(xì)審核模具材質(zhì),這一步必不可少。工作人員要把模具等物品堆放于防水防潮的大棚中,同時(shí)確保施工器具的安全保護(hù)裝置完好。施工人員也必須進(jìn)行檢測(cè)確定工作,確保鋼筋和砼定位的正確性。除此之外,施工單位不但必須配有專業(yè)知識(shí)程度高、安全意識(shí)好、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的作業(yè)技術(shù)人員,而且還必須配有現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督員。建筑模板建筑施工技術(shù)分為梁模塊建筑施工技術(shù)、柱模塊建筑施工技術(shù)和墻模塊建筑施工技術(shù)等三類。支撐模板施工通常使用多層板的支撐模法。但在建造過(guò)程中,施工時(shí)必須注意下列兩點(diǎn):當(dāng)安裝達(dá)到規(guī)定標(biāo)高時(shí),施工必須設(shè)置支柱并進(jìn)行拉結(jié)以避免模板的傾斜;當(dāng)梁超過(guò)6m時(shí),施工人員就必須用多個(gè)立柱共同完成支撐。一般梁模板的安裝次序是:復(fù)核梁底模板標(biāo)高校正軸線定位—搭設(shè)梁模板支撐—安放梁模底板—捆扎梁鋼筋—安放和緊固二側(cè)的梁模板—穿對(duì)拉螺栓聯(lián)接—按設(shè)計(jì)要求起拱—復(fù)核梁模板長(zhǎng)度和位置—與相鄰的梁模板進(jìn)行聯(lián)系和定位。在墻模板施工過(guò)程中,施工時(shí)要盡量避免采用整塊模板。在某建筑工程中,主框架混凝土型號(hào)為C30,剪力墻側(cè)模內(nèi)使用了18mm厚度的覆膜涂膠板,在剪力墻側(cè)模外又安裝了方木,長(zhǎng)度約為350mm,再沿墻體的二端安裝了φ型鋼,然后用山型卡12mm對(duì)拉螺栓進(jìn)行了定位, 第一道鋼管與地基之間的標(biāo)高約為≤150mm。 最后一個(gè)工序就是拆卸模具。對(duì)底模拆卸有很嚴(yán)格的時(shí)間限定。工作人員必須嚴(yán)格遵循有關(guān)規(guī)范來(lái)進(jìn)行拆模工作。另外,在吊裝過(guò)程中,工作人員應(yīng)當(dāng)避免模具與混凝土產(chǎn)生沖擊。

3.2 混凝土施工技術(shù)

在砼澆筑前,工作人員必須進(jìn)行砼配合操作。施工人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定拌和比例。其間，工作人員必須嚴(yán)格控制砼外加劑摻量。當(dāng)配制完砼后,工作人員必須確認(rèn)砼的施工順序。在通常條件下,施工必須首先澆筑強(qiáng)度較大的柱頭砼,而后施工其他墩板砼。在施工大斷面長(zhǎng)梁時(shí),施工必須采取分級(jí)施工方式。當(dāng)砼施工完畢后，工作人員也必須按時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)操作。施工必須經(jīng)常給砼噴水,保證砼濕度,以防止梁體發(fā)生開(kāi)裂。另外,在澆筑過(guò)程中,工作人員必須觀察砼周圍溫度。

3.3 鋼筋的施工技術(shù)

鋼筋直徑施工和鋼筋混凝土建設(shè)工程一樣是建筑工程的基本施工技術(shù),它的重要功能是維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。而在建設(shè)項(xiàng)目施工中,鋼筋的連接方法又可分為捆扎搭接和加壓連接二類。施工時(shí)必須要根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范,逐根捆扎并搭接一定長(zhǎng)度鋼筋直徑。此外,施工時(shí)也必須加固好上部鋼筋混凝土,以避免鋼筋移位。而在連接鋼筋時(shí),施工必須按照上部鋼筋混凝土的管徑多少而選用不同的連接方法,不然將會(huì)發(fā)生上部鋼筋混凝土斷裂的情況。在剪力墻中,將鋼筋直徑布置在幾個(gè)不同的位置。外墻鋼筋直徑一般分為水平筋、垂直筋、拉筋和洞口增強(qiáng)的鋼筋;墻梁一般分為門(mén)窗洞口和端梁二個(gè)類別,其中的框架一般分為縱鋼筋和箍筋；墻梁可以分為暗梁和連梁二個(gè)形式,其材料一般是縱鋼筋和箍筋。而剪力墻中鋼筋直徑的構(gòu)造方式如圖1所示。在這里,由于剪力墻的直徑僅考慮了水平向的受力,而沒(méi)有考慮垂直方向的承載力。在中空狀況下,其由于承受了垂直方向的荷載而變形或扭曲。所以,在建筑物主體和剪力墻之間垂直方向的連接處應(yīng)該采用暗柱或端柱。其中,暗柱并非支柱,而只是剪力墻的加強(qiáng)帶。

圖1 剪力墻鋼筋位置結(jié)構(gòu)圖

4 框架剪力墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

4.1 做好布置工作

框架剪力墻構(gòu)件宜設(shè)置為雙向抗側(cè)力體。兩側(cè)軸線位置均宜設(shè)置剪力墻。墻與梁、柱與剪力墻之間的中線應(yīng)吻合。此外,在設(shè)計(jì)框架剪力墻或構(gòu)件上的剪力墻中,施工人員要根據(jù)“均勻、對(duì)稱、分散、周邊”的原理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。在壓降縫、伸縮縫、防震縫的二端,不得同時(shí)設(shè)計(jì)剪力墻。在設(shè)計(jì)剪力墻的方案中,若因施工的要求,縱向或橫向某個(gè)方向不能設(shè)計(jì)剪力墻的,此位置應(yīng)選擇支承或抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。剪力墻的標(biāo)高和樓板的標(biāo)高應(yīng)相同。墻體厚度差越小,剛度突變問(wèn)題出現(xiàn)的可能性也越大。因此假設(shè)剪力墻的長(zhǎng)度和樓板的長(zhǎng)度都不相同,則上下樓面剛性差也不應(yīng)大于30%。當(dāng)樓層結(jié)構(gòu)存在強(qiáng)度變形問(wèn)題時(shí),施工人員應(yīng)當(dāng)通過(guò)加固措施來(lái)提高施工的穩(wěn)定性。在施工矩形建筑物時(shí),當(dāng)剪力墻內(nèi)部的樓蓋上有較大開(kāi)孔時(shí),施工宜縮短剪力墻間的一段距離,而不能將縱向的剪力墻集中布設(shè)于建筑物的兩端。框架剪力墻構(gòu)件中的剪力墻,工程設(shè)計(jì)應(yīng)為周圍有框架梁柱的帶邊界剪力墻,以提高剪力墻的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗扭力。縱向剪力墻一般設(shè)計(jì)于結(jié)構(gòu)單元的中央部位。在施工平面縱向較長(zhǎng)的,縱向剪力墻不能集中在兩頭設(shè)計(jì)。施工應(yīng)適當(dāng)安裝后澆帶,以避免氣溫變動(dòng)和鋼筋收縮造成構(gòu)件出現(xiàn)裂紋。

4.2 加強(qiáng)施工材料管理

鋼筋作為框架或剪力墻構(gòu)件的主體建筑材料,其品質(zhì)舉足輕重。而建筑中各單元所使用的鋼筋類型也通常是不相同的。為此,管理者必須重視對(duì)建筑建筑材料、施工器具、建筑器材等的準(zhǔn)備與檢測(cè)工作。同時(shí)采購(gòu)人員也要嚴(yán)格地根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定來(lái)選擇施工器材。在購(gòu)買(mǎi)時(shí),采購(gòu)人還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密審核施工器材的品質(zhì),以防止不符合規(guī)定的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。因此,在選擇材料時(shí),為確保預(yù)應(yīng)力材料的熱力學(xué)性能達(dá)到抗震要求,縱向受力鋼筋應(yīng)選用ⅱ級(jí)、ⅲ級(jí)鋼鐵，箍筋則應(yīng)選用ⅰ級(jí)、ⅱ級(jí)鋼鐵。而上述要求的重要性就是,避免使用較脆的預(yù)應(yīng)力材料。此外，施工時(shí)不但需重視鋼鐵的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、熱延展性等冷彎指標(biāo)外,更需意重視鋼鐵的熱屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)數(shù)值與抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的比值、以及鋼鐵的抗拉強(qiáng)度實(shí)用數(shù)值與熱屈服強(qiáng)度實(shí)用數(shù)據(jù)的比值。

4.3 改進(jìn)施工技術(shù)

建筑框架剪力墻的施工方法主要是將建筑構(gòu)架和剪力墻等技術(shù)組合而成的,因此其實(shí)際應(yīng)用要求相當(dāng)苛刻。周圍環(huán)境狀況、工地狀況都和建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)的使用效果有關(guān)。所以,在實(shí)施之前,施工人員必須勘查工地,以獲取環(huán)境資料，從而進(jìn)一步研究和確定建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)的合理性及其使用范圍。如現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不符合框架剪力墻工藝的條件，則施工人員將不得進(jìn)行或采取框架剪力墻工藝；如果施工單位要求符合框架剪力墻的條件，施工人員必須在完成基礎(chǔ)施工后,嚴(yán)格遵循有關(guān)規(guī)定和依據(jù)具體情況才能進(jìn)行實(shí)施操作。鋼筋澆筑材料和鋼筋澆筑技術(shù)對(duì)框架剪力墻構(gòu)件的性能有著關(guān)鍵影響。所以,在建筑施工過(guò)程中，結(jié)構(gòu)施工必須合理使用水泥澆筑技術(shù)和鋼材澆筑技術(shù)。此外，在施工時(shí)還必須注意水泥配比技術(shù)、鋼材加工技術(shù)。其中,有關(guān)研究數(shù)據(jù)表明,施工人員的專業(yè)知識(shí)水平和混凝土質(zhì)量有關(guān)。所以,施工單位必須從嚴(yán)挑選人員,同時(shí)在施工之前進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)工作。除此以外,施工單位也必須合理采用現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備,以來(lái)提升質(zhì)量與建筑效果。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,框架剪力墻設(shè)計(jì)施工方法有著良好的使用意義。運(yùn)用框架剪力墻結(jié)構(gòu)工藝,不但可以壓縮建設(shè)時(shí)間、降低施工成本,而且還可以提高工程質(zhì)量。但目前,框架剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展仍面臨著一定困難,所以有關(guān)工程技術(shù)人員必須從建筑現(xiàn)場(chǎng)勘查、建筑材料使用、工藝(尤其是模板施工技藝、水泥建造技藝和鋼筋施工技藝)的改造、后期維修等角度入手,以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)框架剪力墻結(jié)構(gòu)。