框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)研究

莊 偉

（中國公路工程咨詢集團有限公司城市建筑設(shè)計分公司，北京 100048）

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是一種將框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)組合在一起的結(jié)構(gòu)。因此框架剪力墻結(jié)構(gòu)同時具有框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，此外，其靈活性和抗剪性也有所提高。在平面布局中，它能發(fā)揮出較高的靈活性，在立體布局方面則夢展現(xiàn)出它優(yōu)良的易變性。與框架結(jié)構(gòu)相比，剪力墻結(jié)構(gòu)則剛度和強度都較低，更容易受到空間的影響。所以剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合而成的框架剪力墻結(jié)構(gòu)更能揚長補短，發(fā)揮出兩者的優(yōu)點。由框架剪力結(jié)構(gòu)的特征可知，它具有一定的剛度、抗震性、受力性，所以可能導致其抗壓性能，有所下降。一旦受到外力作用，就會出現(xiàn)一定程度的變形。當變形達到一定程度時，框架剪力結(jié)構(gòu)的剛性也會隨著變化。因為框架剪力結(jié)構(gòu)的抗震性較為優(yōu)良，所以建筑的安全性和穩(wěn)定性能夠得到保障[1]。

1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點分析

以整體剪力墻為例，它是指剪力墻上沒有洞口，或只是有一些洞口的剪力墻，要注意的是，墻孔洞的面積與墻面積比要小于等于0.16，而且，還要保證其墻洞的長邊要小于等于洞口到墻邊的凈距以及洞間的凈距，若以上條件都滿足，可不計所開的洞口對剪力墻內(nèi)力分布所帶來的影響[2]。將開洞的墻體當整體剪力墻時，墻肢變形后平面假定也可適用，其截面應力可以根據(jù)材料力學的公式來計算，墻肢應力圖（受拉為“-”，受壓為“+”）見圖1。

圖1 整體剪力墻圖

2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工要點

2.1 科學布設(shè)剪力墻平面

在設(shè)置剪力墻時，尤其要注意剪力墻的數(shù)量不能過少，同時墻體的剛度不能太大。墻體的尺寸要保持連續(xù)性。保證抗側(cè)力數(shù)量足夠使用，且合理分布。在實際施工中要確保剪力墻質(zhì)量達標，避免影響建筑的整體抗側(cè)力。當剪力墻的剛度比較大時，應注意墻體受力要均勻分布，避免壓力集中一點，否則會因受力過大，產(chǎn)生安全隱患。

2.2 合理確定建筑框架剪力墻厚度

剪力墻在整個結(jié)構(gòu)中，顯現(xiàn)較為突出的特點就是邊緣性，同時還存在約束性的構(gòu)件。結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都要嚴格遵循相關(guān)規(guī)定，確保剪力墻的厚度適中。例如因為要考慮抗震特點，框架剪力墻的底部和一、二級框架要進行一定的加固處理，厚度不能少于200 mm。一般情況下，剪力墻厚度以160 mm 最為恰當。在實際的施工中。邊框梁的高度應為厚度的兩倍左右，同時要統(tǒng)一剪力墻的厚度和寬度。

2.3 框架剪力墻施工時應當準確確定建設(shè)數(shù)量

建筑中框架剪力墻的個數(shù)應由其位移來定，一般情況下根據(jù)工程施工要求?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的頂點位移與高度之比應不高于1/700，此外對于高質(zhì)量的建筑，框架剪力墻結(jié)構(gòu)頂點位移與高度之比應不高于1/850。在具體施工中，滿足以上要求的同時，其數(shù)量要根據(jù)具體情況而定，框架剪力墻結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)圖

3 工程實例分析

某框架剪力結(jié)構(gòu)建筑工程分為地上和地下樓層，共10 層，屬于正常的小高層住宅建筑，地下一層主要作為車庫和物業(yè)之用，地上一層為建筑商鋪等，其余地上八層為居民住宅樓層。該建筑擁有7.89 萬m2的建筑面積，二級安全等級。出于提高安全等級的目的，可以通過采用框架剪力墻的結(jié)構(gòu)來增強整個建筑的穩(wěn)定性和抗震性，并且還能有效地縮減施工成本。而對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)的運用則需要技術(shù)和施工人員著重注意以下幾個方面的問題。

3.1 模板施工技術(shù)

作為建筑工程質(zhì)量的重要衡量標準，混凝土結(jié)構(gòu)和外觀質(zhì)量是其衡量的重要指標。所以需要著重關(guān)注模板的墻梁柱等型號的選擇。通過實地考察該研究項目，可以按照建筑的層高來選擇18 mm 厚的新多層膠合模板進行拼裝，在拼裝的過程中需要注意以下四點[3]。第一，在模板墻體的內(nèi)外側(cè)需要注意其外墻的外側(cè)要比其內(nèi)側(cè)模板多200～300 mm 左右，以此來保證達到準確合理的模板配比，支模過程中，墻體本身與外側(cè)的模板緊密接觸達到無縫貼合的效果，以澆筑好的墻體為參考。第二，為了提高模板的穩(wěn)定性，可以在模板內(nèi)側(cè)增加較短的鋼筋頭。第三，一旦在墻膜與樓板結(jié)合處發(fā)現(xiàn)縫隙，需要及時進行填補水泥等來保證其密合性。最后，在墻膜吊裝過程中需要保證良好的光線，避免接觸到鋼筋，設(shè)置的位置也要準確，保障模板的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 鋼筋施工技術(shù)

通過對拉螺栓的方法達到對模板加固的目的，但是這種方法不僅工藝復雜，而且會浪費較多的鋼筋，因為需要在模板上進行打孔處理，所以會對模板的使用期限造成影響。針對此類情況，用對拉鋼片來替代對拉螺栓，見圖3，通過將扁鋼制作的夾板放置在橫板縫隙中，把縱向間距控制在600～900 mm,橫向間距控制在300 mm，在U 型模板卡具的作用下與模板肋骨進行固定，這樣不僅僅將模板的整體性和剛度得到了提升，而且還保證了墻體尺寸和柱截面，因為此種辦法不需要再模板上進行打孔處理，不僅保證了施工的效益，也避免了縮短模板的使用期限。

圖3 對拉鋼片設(shè)計圖

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工中，鋼筋施工在整個框架施工中占據(jù)主體位置，要嚴格按照相關(guān)施工規(guī)定，對施工細節(jié)做好把控。從具體情況來講，第一，在實施工程時，為了保證剪力墻具備較強的穩(wěn)定性，需要把實體放樣特征當作參照物，通過制作一致性的模板對框架定位，在對框架進行確定位置時需要用平衡等方式避免定位偏差，從而選擇最合理的鋼筋位置。第二，鋼筋在剪力墻施工中被大量使用，在節(jié)點處鋼筋處理難度加大，通過制作1：1 的模樣樣例，從而為工程梁柱節(jié)點鋼筋提供更多更有效的支持。第三，直徑為22 mm、25 mm、28 mm 是目前最常用的建筑轉(zhuǎn)換層梁鋼筋，不同直徑的鋼筋，需要采用不同的施工技術(shù)[4]。在處理直徑較大的鋼筋時通常采用冷擠壓套管技術(shù)，針對直徑較小的鋼筋通常選用閃光對焊接頭技術(shù)。在基本工作完成后，為了保障剪力墻承載力具備較強的承載力，著重檢查鋼筋接頭焊接是否符合規(guī)定的標準，只有在鋼筋接頭焊接合格的情況下才可以執(zhí)行下一步操作。安裝鋼筋位置的檢測方法與允許偏差見表1。

表1 安裝鋼筋位置的檢測方法與允許偏差

3.3 混凝土施工技術(shù)

混凝土的施工過程中包含很多工序，例如配料、運輸和澆筑等。工程采用的是商用混凝土，需要嚴格根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定進行混凝土的調(diào)和工作，一般混凝土的配比是561 kg 水泥、697 kg 砂子和1 143 kg碎石等材料。這種配比下的混凝土剛度更強，能夠滿足主梁、入模等結(jié)構(gòu)的要求，也可以防止初凝和離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。

在實際的施工過程中，通常工程量十分巨大，施工人員應結(jié)合混凝土的特性，將工程分成若干部分和階段進行施工。與此同時分段施工時還要結(jié)合實際情況和建筑的結(jié)構(gòu)特點，進行更加科學的施工分配，使施工協(xié)調(diào)有序的進行。根據(jù)相關(guān)建筑要求，在混凝土施工過程中材料稱量沒有偏差。當混凝土完成澆筑后，應在12 h 內(nèi)對混凝土進行保養(yǎng)，養(yǎng)護內(nèi)容包括澆水和對混凝土表面進行覆蓋。通過有關(guān)建設(shè)條例規(guī)定可知，硅酸鹽類水泥混合而成的混凝土，在澆筑完成后，其保養(yǎng)時間不能少于7 d?；炷林刑砑泳從齽┍ｐB(yǎng)時間應不少于14 d。還應在施工完成后，要特別留意施工后的混凝土表面濕潤度，倘若濕潤度較低時應及時補水。如果用塑料薄膜覆蓋的方法進行養(yǎng)護時，一定要保證塑料薄膜的密封性，使塑料薄膜內(nèi)有水滴形成，進而保證混凝土表面不會缺水。

4 建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工效果分析

4.1 抗震效果

建筑施工過程中，若使用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，需要用公式（1）來計算和驗證建筑本身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

使用相關(guān)電腦軟件計算工程穩(wěn)定性后發(fā)現(xiàn)，計算出的結(jié)構(gòu)剛重比高于1.4，同時地震作用最大方向也能符合相關(guān)規(guī)定，達到-89.87°，達到高規(guī)整體穩(wěn)定性的規(guī)定[5]。在工程中使用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，能夠使建筑的整體布局更加科學合理，并且使建筑抗震剛度得到很大優(yōu)化，從而使其安全性得到了保證。

4.2 位移效果

通常我們所指的樓層最大層間位移角是指最大層間位移和層高的比值，由相關(guān)規(guī)定可知在使用框架剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑中，抗震墻的最大層面位移角度小于1/1000。但對于本工程而言，其最大位移應該小于1.2，其層面位移應該小于1.5，這個范圍滿足相關(guān)規(guī)定[6]。

4.3 樓梯類型

建筑工程中，樓梯的作用十分關(guān)鍵，緊急情況發(fā)生時，樓梯就是唯一的救命通道，一般情況下，樓梯都具有抗震能力強、剛度大等特點，然而，相關(guān)作業(yè)人員在進行施工的工程中，會預留一些縫隙，受這些縫隙的影響，樓梯的水平荷載強度大打折扣，因此，建筑工程中也要重點關(guān)注樓梯的建設(shè)，確保質(zhì)量及安全。面向受力，計算公式如下

支座剪力的計算如公式（3）

相同條件下：AT 型樓梯與FT 型樓梯都有自身的不足，AT 型樓梯經(jīng)濟型比較差，對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響小，F(xiàn)T 樓梯平臺板是錯層的，不符合基本假定的條件，而且難度大，施工耗時較長，兩者相較而言，AT 型樓梯不失為一個最佳的選擇。

5 結(jié)論

綜上所述，框架剪力墻結(jié)構(gòu)具有框架和剪力的兩個方面的優(yōu)點，毋庸置疑，其作為建筑工程現(xiàn)代化發(fā)展下的產(chǎn)物，在抗性變以及承載上，都能滿足人類的實際生活需要。所以在項目進行過程中，相關(guān)的建筑企業(yè)首先就應該制定一個完整的施工方案，所有的工作人員要嚴格按照施工方案進行施工，尤其要加大對原材料的關(guān)注，嚴禁偷工減料，將各項先進的技術(shù)得到廣泛的應用，最終使建筑工程的整體效益最大化。