框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

段志強(qiáng) 山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司

1 前言

由于建設(shè)項(xiàng)目的施工難度越來(lái)越高，工程多樣化的復(fù)雜程度明顯提高，為了及時(shí)提高項(xiàng)目的施工質(zhì)量，保證整個(gè)項(xiàng)目的施工進(jìn)度，必須提高建設(shè)項(xiàng)目的整體工程施工管理水平。在此經(jīng)濟(jì)背景下，充分利用建筑知識(shí)、技能，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)研究和設(shè)計(jì)現(xiàn)代建筑中一些不同類型的新型建筑結(jié)構(gòu)。

建筑結(jié)構(gòu)框架的整體結(jié)構(gòu)性能有巨大的性能優(yōu)勢(shì)，例如，可以顯著用于增強(qiáng)建筑工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，更好地增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)建筑的整體結(jié)構(gòu)性能。在新技術(shù)時(shí)代，利用基于大數(shù)據(jù)的技術(shù)分析和技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行充分的理論研究和數(shù)據(jù)挖掘，從中快速了解關(guān)于建筑理論結(jié)構(gòu)性能的基本信息，從而大大提高建筑的安全防護(hù)性能和可靠性。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)原則

2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

通過(guò)詳細(xì)分析建筑剪力墻整體結(jié)構(gòu)，很容易發(fā)現(xiàn)剪力墻不僅具有良好的整體側(cè)向承載力，而且能夠合理協(xié)調(diào)并有效抵抗各種側(cè)向和豎向建筑荷載。即使在各種高強(qiáng)度和低水平側(cè)向荷載的作用下，其側(cè)移和移動(dòng)的距離也能保持在合理的高度范圍內(nèi)，能有效保證整個(gè)建筑的空間綜合利用率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時(shí)剪力墻建筑結(jié)構(gòu)墻體的抗震性能和優(yōu)勢(shì)也十分突出。由于剪力墻結(jié)構(gòu)本身的承載力較大，當(dāng)自然地震等災(zāi)害突然發(fā)生時(shí)，結(jié)構(gòu)可以在墻體中吸收一定的地震災(zāi)害能量，達(dá)到理想的墻體抗震保護(hù)效果。

2.2 設(shè)計(jì)原則

在建筑工程項(xiàng)目中，剪力墻的柱高和柱寬的測(cè)量尺寸略大，在柱應(yīng)力和變形體系的結(jié)構(gòu)情況上也略有相似。因此，在建筑剪力墻支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以建筑主體支撐結(jié)構(gòu)的受力強(qiáng)度特性為設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)建筑剪力墻支撐結(jié)構(gòu)的建筑高度、寬度、跨度等要素進(jìn)行準(zhǔn)確有受力分析和綜合計(jì)算，然后綜合分析和考慮各種受力要素，確定最終的應(yīng)力比。其次，在大型建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)和施工中，從建筑平面設(shè)計(jì)角度來(lái)看，剪力墻建筑結(jié)構(gòu)整體剛度極強(qiáng)，整體承載力較好，而在建筑平面外，剛度和承載力會(huì)明顯降低。

針對(duì)這一實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)各種剪力墻主體結(jié)構(gòu)時(shí)，往往不精確計(jì)算剪力墻主體結(jié)構(gòu)平面外的應(yīng)力剛度和墻體承載力參數(shù)，而是根據(jù)不同剪力墻主體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)制定相應(yīng)的施工保護(hù)措施，保證剪力墻主體結(jié)構(gòu)的整體施工保護(hù)性能，避免造成剪力墻主體結(jié)構(gòu)的施工受到外部環(huán)境因素的嚴(yán)重干擾，從而危及施工質(zhì)量和安全。

此外，在設(shè)計(jì)高層剪力墻整體結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要詳細(xì)確定水平剪切移動(dòng)方向和垂直墻體移動(dòng)方向的綜合受力，還要仔細(xì)分析高層整體剪切結(jié)構(gòu)截面的整體承載力范圍，并落實(shí)墻體的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，以確保高層剪力墻整體結(jié)構(gòu)滿足高層建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，有效保證高層建筑整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.1 施工的放線以及測(cè)量技術(shù)

當(dāng)前放線測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工中，全站儀、經(jīng)緯儀都是當(dāng)前常用的測(cè)量放線設(shè)備，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性較高，同時(shí)能夠細(xì)致地糾正測(cè)量放線結(jié)果，通過(guò)構(gòu)建測(cè)量軸線反復(fù)驗(yàn)證測(cè)得的數(shù)據(jù)，從而將測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提高，保證后續(xù)施工的有效開(kāi)展。

3.2 鋼筋工程

建筑施工的過(guò)程中，由于建筑本身施工范圍較大的特點(diǎn)影響，在施工中應(yīng)用到的鋼筋等級(jí)也較多，Ⅰ級(jí)的鋼筋直徑有三種不同的類型，而Ⅱ級(jí)鋼筋更是有四種不同的類型，同時(shí)因?yàn)椴煌匿摻畹怯浬弦泊嬖谥鴶?shù)量不同的節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際的建筑物施工環(huán)節(jié)中，一旦施工操作出現(xiàn)錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致鋼筋錯(cuò)位或者移動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)建筑物的整體質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害，甚至可能在施工中出現(xiàn)安全事故的情況。

因此，在實(shí)際對(duì)鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工作業(yè)的過(guò)程中，為了能夠有效避免鋼筋錯(cuò)位或者位移的問(wèn)題，必須要對(duì)鋼筋的位置進(jìn)行有效的固定，利用具有定位功能的鋼筋箍在柱筋上，同時(shí)將水平、垂直的梯格筋分別安置在建筑物墻體中，以此來(lái)保證鋼筋的有效固定，確保施工的安全性和可靠性。

在鋼筋進(jìn)行焊接的過(guò)程中需要對(duì)焊接處進(jìn)行反復(fù)的檢測(cè)，保證鋼筋焊接技術(shù)的穩(wěn)定性，避免因?yàn)楹附淤|(zhì)量不合格導(dǎo)致建筑工程施工中出現(xiàn)安全事故。此外，在進(jìn)行鋼筋框架的施工過(guò)程中，需要格外注重梁柱節(jié)的位置和順序，在施工的過(guò)程中需要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行施工，施工人員需要對(duì)施工圖紙有一定的掌握了解，如果發(fā)現(xiàn)施工圖紙中存在問(wèn)題，需要暫停鋼筋施工環(huán)節(jié)，與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行有效的溝通，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行調(diào)整，在確保施工不存在失誤后再進(jìn)行鋼筋的施工，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性。

3.3 模板工程施工方法

通過(guò)模板可以塑造建筑的輪廓，所以框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)內(nèi)容之一就是模板工程。在具體開(kāi)展模板施工作業(yè)時(shí)，尺寸定位和支護(hù)是模板施工中最為重要的工序。比如在柱模板施工中，工作人員首先要通過(guò)放樣將鋼筋焊接的具體位置確定好，然后架設(shè)柱模板，按照模板定位尺寸進(jìn)行架設(shè)，避免移動(dòng)模板。最后還要對(duì)模板變形所產(chǎn)生的影響進(jìn)行控制，將模板支護(hù)完成后加固處理模板變形問(wèn)題。

如果在模板工程施工中采用的是通排柱先要將兩側(cè)的柱子支設(shè)好，然后通過(guò)掛通線校正柱子。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中通常有較大跨度的板結(jié)構(gòu)，所以在設(shè)置起拱模板階段要注意充分控制施工質(zhì)量，避免發(fā)生大體積混凝土沉降以及模板移動(dòng)問(wèn)題，將模板豎向承載力提高，將模板體系對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的豎向反作用力提高，進(jìn)而達(dá)到整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升的效果。

3.4 混凝土工程施工技術(shù)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中心，最為關(guān)鍵的就是混凝土施工技術(shù)，在混凝土施工的過(guò)程中，需要嚴(yán)格的對(duì)混凝土的材料進(jìn)行控制?；炷恋墓こ淌┕づc模板施工的施工程序大體相同。建筑物大截面的梁柱在進(jìn)行混凝土澆灌的過(guò)程中，可以采用分層澆灌的方式進(jìn)行，需要注意的是混凝土的澆灌厚度要完全相同，大約在500mm左右，同時(shí)在進(jìn)行混凝土施工的時(shí)候需要嚴(yán)格的遵循澆筑的順序，建筑的沿梁如果較高則不需要實(shí)現(xiàn)預(yù)留出相應(yīng)的施工縫。

此外，對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑施工后，需要對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)來(lái)保證混凝土施工的質(zhì)量，養(yǎng)護(hù)的過(guò)程需要嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)管，采取有效的措施方式控制混凝土出現(xiàn)裂縫。主要可以采用的方式有以下幾種：①控制混合材料的混合比例；②對(duì)混凝土的模具溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證模具的溫度在300℃以內(nèi)；③框架和墻體的澆筑厚度要均等，科學(xué)合理地進(jìn)行施工；④采取泵送技術(shù)來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)行輸送，以此保證混凝土的質(zhì)量。

4 新技術(shù)新材料在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

4.1 鋁合金模板及支撐體系在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

鋁合金模板及支撐體系是一種新型模板及支撐體系技術(shù)，自重輕、剛度大、周轉(zhuǎn)利用率高，能較好地控制混凝土外觀成型質(zhì)量，且有利于把握工程進(jìn)度，在發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛應(yīng)用并不斷發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)一線城市已開(kāi)始使用該技術(shù)。和我國(guó)傳統(tǒng)木模板、普通鋼管式支撐體系相比，該技術(shù)存在六大優(yōu)勢(shì)：①使用鋁合金模板及支撐系統(tǒng)澆筑的混凝土質(zhì)量高、外觀質(zhì)量較好；②鋁合金模板平均使用成本低，回收價(jià)值高，木模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)一般為4～5次，無(wú)回收價(jià)值，而鋁合金模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)高達(dá)200～300次，且在完全使用后，回收價(jià)為采購(gòu)價(jià)的25%～30%；③鋁合金模板的施工周期短，有利于施工工期把控。鋁合金模板及支撐體系的實(shí)質(zhì)是采用“快拆體系”，組裝和拆除極為方便，相比傳統(tǒng)木模體系，效率提高25%～30%；④鋁合金模板剛度大、承載力高，不易爆模；⑤相比傳統(tǒng)木模板技術(shù)，鋁合金模板及支撐體系技術(shù)更節(jié)能環(huán)保；⑥除對(duì)拼縫位置進(jìn)行局部打磨外，其余部位能達(dá)到清水模板標(biāo)準(zhǔn)，可以不抹灰或薄抹灰，在節(jié)約施工成本的同時(shí)，相對(duì)減少了對(duì)自然資源的依賴，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

4.2 綠色高性能混凝土在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

綠色高性能混凝土作為一種新型的混凝土材料，是綜合考慮高性能混凝土、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)物。提高混凝土的耐久性和強(qiáng)度、降低能耗、節(jié)約資源和能源、減少環(huán)境污染是現(xiàn)代混凝土研究和發(fā)展的方向。綠色高性能混凝土已在發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用。區(qū)別于普通混凝土，綠色高性能混凝土的優(yōu)勢(shì)在于以下幾方面。

①具有高耐久性，在相同的環(huán)境下能使用100年以上，同時(shí)滿足抗侵蝕、抗凍融等特殊要求。

②具有高施工性能，在同樣的施工條件下，其密實(shí)性、均勻性、和易性更優(yōu)越，在加快施工進(jìn)度的同時(shí)，混凝土成型質(zhì)量更有保障。

③具有更高的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，且后期強(qiáng)度增長(zhǎng)能力較好。

④具有高體積穩(wěn)定性，混凝土終凝前不分層、不離析，硬化后體積變化小，具有較好的抗裂能力，更好地解決了建筑工程滲水的問(wèn)題。

⑤經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較好，采用綠色高性能混凝土設(shè)計(jì)能夠有效減小混凝土承重，可降低混凝土和鋼材用量，節(jié)約資源。國(guó)外研究表明，相比普通混凝土，采用綠色高性能混凝土能有效提高經(jīng)濟(jì)效益達(dá)15%。

⑥綠色環(huán)保。大量利用工業(yè)廢棄資源，實(shí)現(xiàn)非再生性資源的可循環(huán)使用和有害物資的低排放，減少環(huán)境污染，更好地滿足了環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。目前，國(guó)內(nèi)不同城市和地區(qū)受產(chǎn)業(yè)配套影響，嚴(yán)重制約了綠色高性能混凝土的應(yīng)用和發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代建筑中一種關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。它不僅因具有抗側(cè)移、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大大增強(qiáng)其建筑功能和建筑結(jié)構(gòu)的使用安全性。因此，科學(xué)合理的應(yīng)用可以有效增強(qiáng)這些高層建筑的抗震抗側(cè)力和剛度，不僅可以有效促進(jìn)這些高層建筑保持較強(qiáng)的整體抗震抗腐蝕能力，而且可以保證其整體綜合應(yīng)用質(zhì)量。恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用它們，能有效促進(jìn)建筑行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。