高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)常見問題分析

任丁香

摘要：本文主要闡述在實際的施工過程中，高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中容易出現(xiàn)的問題以及解決問題的方法。在施工的設(shè)計過程中，通過加強(qiáng)地下室頂板、洞口周邊的框架梁的方式來保證結(jié)構(gòu)的整體受力；通過合理調(diào)整混凝土強(qiáng)度等級和柱子、剪力墻斷面，做到自下而上剛度逐漸均勻減小，無突變等問題。通過連梁的調(diào)整及在剪力墻上開結(jié)構(gòu)洞口，解決了框架和剪力墻協(xié)同工作的問題。

關(guān)鍵字：框架剪力墻結(jié)構(gòu)

一、 高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)概述

高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)也稱框剪結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，構(gòu)成靈活自由的使用空間，滿足不同建筑功能的要求，同樣又有足夠的剪力墻，有相當(dāng)大的剛度，框剪結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力形式，所以它的框架不同于純框架結(jié)構(gòu)中的框架，剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻。因為，在下部樓層，剪力墻的位移較小，它拉著框架按彎曲型曲線變形，剪力墻承受大部分水平力，上部樓層則相反，剪力墻位移越來越大，有外側(cè)的趨勢，而框架則有內(nèi)收的趨勢，框架拉剪力墻按剪切型曲線變形，框架除了負(fù)擔(dān)外荷載產(chǎn)生的水平力外，還額外負(fù)擔(dān)了把剪力拉回來的附加水平力，剪力墻不但不承受荷載產(chǎn)生的水平力，還因為給框架一個附加水平力而承受負(fù)剪力，所以上部樓層即使外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小，框架中也出現(xiàn)相當(dāng)大的剪力。剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力，它的剛度很大，空間整體性好，房間內(nèi)不外露梁、柱棱角，便于室內(nèi)布置，方便使用。剪力墻結(jié)構(gòu)形式是高層住宅采用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。《高規(guī)》8.1.4條規(guī)定：各層框架所承擔(dān)的地震總剪力按調(diào)整前、后總剪力的比值調(diào)整每根框架柱和與之相連框架梁的剪力及端部彎矩標(biāo)準(zhǔn)值。

二、 高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)常見的問題

（一）高層框架剪力墻的邊緣構(gòu)造

在具體的施工過程中，在對于高層框架剪力墻的邊緣進(jìn)行構(gòu)造時，由于墻肢截面兩端的翼緣能顯著提高墻的延性，所以在矩形墻兩端設(shè)約束邊緣構(gòu)件不但能較顯著地提高墻體的延性，還能防止剪力墻發(fā)生水平剪切滑動提高抗剪能力。在對于二級抗震時底部加強(qiáng)部位及相鄰的上一層均應(yīng)按要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，但是對于一般抗震墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足墻肢軸壓比限值界線值時可按規(guī)定設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。在實際工程中按現(xiàn)行規(guī)范要求需要設(shè)暗柱之處絕大部位為對門窗洞口邊緣的加強(qiáng)，其墻肢屬于聯(lián)肢墻，并不是一字型矩形墻體，聯(lián)肢墻連梁起耗散地震能量作用，受力狀況和延性較好，在整體受力時當(dāng)洞口較小時，往往墻體顯槽形截面，因此在剪力墻結(jié)構(gòu)中除設(shè)置角窗處外，暗柱截面尺寸不必過大。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度以及配筋問題

墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞，同時起到抵抗溫度應(yīng)力防止砼出現(xiàn)裂縫，設(shè)計中當(dāng)建筑物較高較長或框剪結(jié)構(gòu)時配筋宜適當(dāng)增加， 特別在連梁 部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當(dāng)增加。但對于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否適 當(dāng)減小值得探討。墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用，目前在一些多層低高層剪力墻中電算結(jié)果多為構(gòu)造配筋。但配筋時所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件中的鋼筋，一般認(rèn)為豎向最小配筋率應(yīng)該包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，墻肢的豎向配筋原則也應(yīng)該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區(qū)，也應(yīng)該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，對抗震不利。

（三）剪力墻結(jié)構(gòu)的超長問題

在目前許多工程中的伸縮縫間距都突破了規(guī)范的規(guī)定，也造成了設(shè)計人員在設(shè)計中遇到超長結(jié)構(gòu)時的膽量越來越大。今后當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)超長時，應(yīng)該慎重處理為好，過長時應(yīng)該盡量設(shè)置溫度伸縮縫，宜較嚴(yán)格遵守規(guī)范規(guī)定的限值。剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，受溫差影響大，混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生的變形大，墻體對樓面、 屋面產(chǎn)生的約束也大； 當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時比其他結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。今后在處理超長結(jié)構(gòu)時，特別是處理超長的剪力墻結(jié)構(gòu)時要特別慎重，當(dāng)發(fā)生由于建筑使用功能要求不允許超長建筑設(shè)永久縫時，建議采用對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的方法并結(jié)合采用設(shè)計構(gòu)造措施、施工措施共同給予處理高層建筑剪力墻連梁設(shè)計的探討 與剪力墻相連的梁稱為連梁。

（四）剪力墻連梁問題

連梁一般具有跨度小，截面大，與連梁相連的墻體剛度又很大等特點(diǎn)。因此，高層建筑在水平力作用下，連梁的內(nèi)力往往很大。設(shè)計時，即使采取了降低連梁內(nèi)力的各種措施，如：加大剪力墻的洞口寬度；在連梁中部開水平縫，在計算內(nèi)力和位移時對連梁剛度進(jìn)行折減，對局部內(nèi)力過大層的連梁內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整等，仍無法使連梁的截面設(shè)計符合要求。由于設(shè)計規(guī)范對此沒有明確規(guī)定，因此，設(shè)計時感到無所適叢。而設(shè)計、構(gòu)造不當(dāng)將會造成結(jié)構(gòu)在抵抗水平力時的強(qiáng)度、剛度不符合要求，進(jìn)而影響承受豎向荷載的能力。

（五）剪力墻的結(jié)構(gòu)

高層建筑鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)體系，由于它具有較大的側(cè)向剛度，在地震荷載作用下又能較好地吸收地震能量，具有良好的抗震性能。同時這種結(jié)構(gòu)體系又能為建筑物提供較大的平面空間滿足使用上的要求，因此在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，框架系的梁截面尺寸一般比較容易確定，柱截面大小根據(jù)軸壓比和構(gòu)造的要求確定。

三、 解決高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)常見的問題的對策

在施工過程中出現(xiàn)高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的問題是不可避免的。不僅會影響施工進(jìn)度還會影響工程質(zhì)量，導(dǎo)致后期的施工無法正常進(jìn)行。所以要加強(qiáng)質(zhì)量宣傳教育，提高質(zhì)量意識思想，把高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的問題降低到最低限度，因此對后期施工著重采取一些嚴(yán)格措施和對策加以補(bǔ)救和防范：

（一） 天氣變化時對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的保護(hù)。天氣的變化和氣溫的急劇下降都會對剪力墻的質(zhì)量造成直接影響，在寒冷的冬天首先要采取一定的保溫措施防止由于低溫引起的剪力墻開裂，由于外部的溫度和混凝土內(nèi)部的溫度差異較大，存在剪力墻裂縫的危險。所以在施工中應(yīng)當(dāng)對剪力墻進(jìn)行保護(hù)，可以采用鋼筋等支撐物進(jìn)行一定的保護(hù)措施以免引起剪力墻發(fā)生垮塌。

（二） 加強(qiáng)對剪力墻的檢查力度。主要是對于施工過程中的的剪力墻進(jìn)行全面的檢查，重點(diǎn)檢查路基是否有斷裂、破損和斷裂。如果發(fā)現(xiàn)剪力墻松散，要及時挖除并且及時修復(fù)。如果剪力墻發(fā)生斷裂，則需要在裂縫的整個面板內(nèi)增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，防止發(fā)生進(jìn)一步的裂縫?？梢猿闪ｉT的檢查小組對剪力墻進(jìn)行定期和不定期的檢查和抽查，同時在施工過程中應(yīng)當(dāng)注意和及時發(fā)生剪力墻是否發(fā)生斷裂或垮塌，從而進(jìn)行及時的修補(bǔ)。

（三）嚴(yán)格按照規(guī)范施工和控制施工質(zhì)量。首先控制好基層標(biāo)高以及平整度，對于路基其壓實質(zhì)量要求達(dá)到規(guī)定的壓實度值和彎沉值，并且充分考慮地下水對路基穩(wěn)定的影響，完善排水設(shè)施。對高層框架的結(jié)構(gòu)來說，剪力墻對其不要求有很高的強(qiáng)度，但必須要求有很好的穩(wěn)定性和均勻性。所以在剪力墻的強(qiáng)度和規(guī)范方面要嚴(yán)格要求和控制，保證剪力墻的質(zhì)量。

四、 結(jié)束語

框架剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中應(yīng)將概念設(shè)計和計算分析結(jié)合起來，根據(jù)初步計算的結(jié)果，不斷的進(jìn)行調(diào)整試算。遇到問題應(yīng)從力學(xué)基本原理出發(fā)，仔細(xì)分析產(chǎn)生問題的原因，合理有效地解決設(shè)計中的問題。在整個平面布置中，剪力墻的布置是最關(guān)鍵的。在條件允許的情況下應(yīng)盡量周邊、對稱的布置，這樣才能做到剛度合理分配。并且應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)，減少不必要的墻體布置，從而使結(jié)構(gòu)的剛度、位移角、周期比等滿足規(guī)范的要求，達(dá)到結(jié)構(gòu)方案安全、經(jīng)濟(jì)合理的要求。

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