建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計(jì)、施工中的問題分析

孔令健

（甘肅藍(lán)野建設(shè)監(jiān)理有限公司，甘肅蘭州730000）

建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計(jì)、施工中的問題分析

孔令健

（甘肅藍(lán)野建設(shè)監(jiān)理有限公司，甘肅蘭州730000）

近幾年，中國社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、人口數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致土地資源不斷減少，高層建筑的建造迅猛發(fā)展，高層建筑設(shè)計(jì)成為了當(dāng)前建筑行業(yè)重要的工程項(xiàng)目。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，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在高層房屋中被大量運(yùn)用。本論述通過結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合高層建筑剪力墻施工的過程、剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討等保證高層建筑施工質(zhì)量，并針對剪力墻施工技術(shù)特點(diǎn)以及技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析研究，從而保證建筑的穩(wěn)定性以及安全性。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑施工；剪力墻

近幾年，隨著中國社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人口數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致土地資源不斷減少。為了緩解土地資源的供應(yīng)緊張，高層建筑的建造迅猛發(fā)展，建筑類型趨向復(fù)雜化，結(jié)構(gòu)體系變得更加多樣化，高層建筑設(shè)計(jì)成為了當(dāng)前建筑行業(yè)重要的工程項(xiàng)目。由于人們對居住環(huán)境的要求不斷增高，使得我國建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)都在不斷發(fā)展。人們對建筑物的建筑設(shè)計(jì)要求不斷提升，更多更人性化的設(shè)計(jì)風(fēng)格促使當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式向框架、框架剪力墻、剪力墻、高層核心筒等形式多樣化發(fā)展，而剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗震性能、安全、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)適中已經(jīng)成為當(dāng)前高層建筑主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。

1　剪力墻結(jié)構(gòu)概念與設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)指建筑房屋主體承受豎向和水平荷載時全部由鋼筋混凝土墻板承擔(dān)。這種結(jié)構(gòu)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，起到對空間的分割作用，在高層房屋中被大量運(yùn)用。

剪力墻結(jié)構(gòu)由于承受豎向力、水平力的能力均較大，橫向剛度大，可以建造更高、更多層數(shù)的建筑。但是只適用于小房間為主的房屋，如住宅、賓館、單身宿舍。

剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻的高度一般與整個房屋的高度相等，自基礎(chǔ)直至屋頂，高達(dá)幾十至100 m；其寬度則視建筑平面的布置而定，它的厚度則很薄，一般僅為200～300 mm，最小可達(dá)160 mm。因此，剪力墻在其墻身平面內(nèi)的抗側(cè)移剛度很大，而其墻身平面外剛度卻很小，一般可以忽略不計(jì)。所以，建筑物上大部分的水平作用或水平剪力通常被分配到結(jié)構(gòu)墻上（見圖1）。

圖1　剪刀墻結(jié)構(gòu)示意圖

1.1剪力墻建筑結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

在建筑建設(shè)的過程中，由于剪力墻結(jié)構(gòu)與建筑的主要框架結(jié)構(gòu)是通過樓板進(jìn)行連接，樓板的上部框架會對剪力墻產(chǎn)生一個向后的力，而樓板的下部框架則會對剪力墻產(chǎn)生一個向前的力，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)整體性能好、剛度大，在水平作用下側(cè)向變形小，承載力要求也比較容易滿足。由于剪力墻與建筑物具有綜合性的優(yōu)勢，可以很好地對建筑物水平形變進(jìn)行協(xié)調(diào)，并且減少結(jié)構(gòu)性形變，但是剪力墻的間距不能過大，所以其平面布置不夠靈活。為了克服其缺點(diǎn)，會使用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，跳層剪力墻結(jié)構(gòu)。

1.2框架剪力墻結(jié)構(gòu)分析

對剪力墻結(jié)構(gòu)變形特性的分析以及結(jié)構(gòu)受力研究是施工過程最為重要的工作項(xiàng)目。由于剪力墻的主要結(jié)構(gòu)是通過剪力墻與建筑框架兩種完全不同的結(jié)構(gòu)組成，這兩種結(jié)構(gòu)當(dāng)中的抗側(cè)力是完全不同的，不同結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)會直接影響到剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)。剪力墻的主體結(jié)構(gòu)可以通過較大剛度的樓板來對自身的水平面變形進(jìn)行協(xié)調(diào)，并且兩者水平力位移結(jié)果是大致相同的。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特性不同，導(dǎo)致型變位移的量會隨著樓層的增加而減少，使剪力墻結(jié)構(gòu)變形曲線成為開口型。在建筑施工過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)的變形增加量會隨著層數(shù)的增加而變快。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)呈剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，剪力墻與框架之間由于物理定律的影響會協(xié)同受力，導(dǎo)致底部框架會輕微側(cè)移。在二者協(xié)調(diào)的過程中，上部剪力墻的結(jié)構(gòu)如果發(fā)生側(cè)移也會由于物理定律受到一定的影響，并且層數(shù)之間會發(fā)生變形，導(dǎo)致建筑物的建筑結(jié)構(gòu)變形會與建筑的高度成正比，導(dǎo)致整個建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)位較小，形成整個框架剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2　框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討

由于當(dāng)前建筑物高度不斷增加，剪力墻結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用，在使用的過程中需要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況來進(jìn)行分析，不同的建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)的使用內(nèi)容也是不相同的，所以在施工的過程中一定要認(rèn)真做好勘察工作，才能保證施工質(zhì)量，提高建筑物的穩(wěn)定性與安全性。

2.1放線測量技術(shù)

高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)施工過程中，放線測量是首先應(yīng)當(dāng)完成的工作，施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，通過科學(xué)合理的建筑施工測量儀器進(jìn)行放線測量。在測量的過程中，應(yīng)當(dāng)保證測量工作當(dāng)中的軸線控制網(wǎng)環(huán)節(jié)的完整性，并且在施工時要不斷進(jìn)行標(biāo)注，為施工的下道工序打下基礎(chǔ)。

2.2模板工程技術(shù)

高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行模板搭建時，首先應(yīng)當(dāng)使用剛度較低的模板，從而保證后搭建模板的強(qiáng)度，在模板的選擇過程中應(yīng)當(dāng)注意模板的平整性與整體性。在模板搭建的過程中，必須在鋼筋與模板之間墊設(shè)石塊來保證鋼筋保護(hù)層的厚度達(dá)到設(shè)計(jì)方案當(dāng)中的施工要求。

2.3鋼筋施工技術(shù)

鋼筋施工是剪力墻當(dāng)中最重要的結(jié)構(gòu)，在這個施工環(huán)節(jié)中主要材料為鋼筋。在建筑材料選擇的過程中，需要對鋼筋的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的審查，使建筑材料必須與國家相關(guān)規(guī)定相同，審查之后要將檢驗(yàn)報(bào)告完善并且上報(bào)。剪力墻結(jié)構(gòu)鋼筋施工的過程中，為了保證鋼筋施工的施工質(zhì)量，就必須對鋼筋的長度、施工位置、焊接方法是否符合剪力墻結(jié)構(gòu)的施工要求進(jìn)行明確的審核。在施工的過程中，必須對主要鋼筋進(jìn)行預(yù)支綁扎，保證施工質(zhì)量。

在鋼筋施工技術(shù)中，主要的施工技術(shù)包含焊接技術(shù)、綁扎搭接技術(shù)等。在施工過程中，需要根據(jù)實(shí)際的施工情況來選擇施工技術(shù)的使用，不同的實(shí)際情況需要不同的鋼筋施工技術(shù)。鋼筋的搭接施工質(zhì)量必須達(dá)到國家相關(guān)文件規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。鋼筋施工中的墻箍筋轉(zhuǎn)角以及豎筋應(yīng)當(dāng)保持垂直，在進(jìn)行加密箍筋綁扎的過程中，需要根據(jù)鋼筋施工的具體情況，使用合適的綁扎技術(shù)進(jìn)行施工。在對墻中節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行綁扎技術(shù)的過程中，需要進(jìn)行加密綁扎技術(shù)。在對梁鋼筋施工的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工方案中的施工標(biāo)準(zhǔn)，對鋼筋材料的質(zhì)量型號等進(jìn)行多方面檢查，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性，保證工程質(zhì)量。

2.4混凝土施工技術(shù)

高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)施工最重要的施工是混凝土施工技術(shù)，在鋼筋模板工程施工結(jié)束之后，即可進(jìn)行混凝土施工。混凝土施工通常是針對建筑物當(dāng)中的梁板與商品砼部分，通過混凝土澆筑的方法進(jìn)行施工。對于剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑物進(jìn)行混凝土施工的過程中，當(dāng)對剪力墻結(jié)構(gòu)的墻柱進(jìn)行澆筑時，首先應(yīng)當(dāng)將達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)的石子與砂漿進(jìn)行填筑工作，而對商品混凝土技術(shù)施工的過程中，技術(shù)的選擇應(yīng)當(dāng)為澆筑振搗施工方法。建筑工程當(dāng)中混凝土澆筑的厚度以及順序需要參照設(shè)計(jì)方案當(dāng)中的要求進(jìn)行。對建筑物的梁板進(jìn)行澆筑施工的過程中，應(yīng)當(dāng)首先澆筑建筑當(dāng)中的工程梁，再同時澆筑建筑的梁與板，在澆筑工程施工完畢之后，需要對澆筑部分進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，從而保證澆筑工程的施工質(zhì)量。

3　剪力墻結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)

3.1頂部與中部樓層鋼筋配置

在施工之前，需要對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格的審查，在設(shè)計(jì)的過程中需要將分層加載與不加載所產(chǎn)生的不同數(shù)值進(jìn)行充分考慮。當(dāng)建筑施工沒有分層加載時，則會增加鋼筋數(shù)量。當(dāng)建筑施工有分層加載時，則鋼筋數(shù)量就會減小，如果在施工過程中受到了混凝土的影響，則鋼筋的數(shù)量會更加減少。

3.2建筑物局部受風(fēng)能力

由于建筑物的高度不斷增大，導(dǎo)致整個建筑物的重心不斷增高，所以風(fēng)力因素會直接影響到整個建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為保證建筑質(zhì)量，必須將建筑物的局部受風(fēng)能力考慮到設(shè)計(jì)方案當(dāng)中。對建筑物進(jìn)行施工的過程中，針對受風(fēng)能力對建筑物進(jìn)行全面監(jiān)測工作，降低建筑物受到風(fēng)力的影響，從而保證建筑物施工質(zhì)量，提高使用年限。

3.3強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡單性

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)將結(jié)構(gòu)布置簡單化作為設(shè)計(jì)的主要原則，不能將復(fù)雜作為剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念，通過簡單的結(jié)構(gòu)來確定剪力墻受力的均衡性，通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來保證整個建筑物的抗震性以及完整性。

3.4混凝土施工后的保養(yǎng)工作

混凝土施工是保證剪力墻施工質(zhì)量的重要技術(shù)項(xiàng)目，而混凝土施工之后的保養(yǎng)則是保證混凝土質(zhì)量的重要保證，為了防止混凝土脫水過早，就必須做好混凝土的保養(yǎng)工作，從而保證混凝土凝固之后的強(qiáng)度。混凝土的保養(yǎng)工作通常是在墻體拆模之后進(jìn)行，是工程施工質(zhì)量的重要保證。

3.5嚴(yán)格審查建筑材料質(zhì)量

建筑材料是否符合相關(guān)規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是影響建筑物質(zhì)量的重要因素，并且材料質(zhì)量是否合格直接影響到整個工程項(xiàng)目的質(zhì)量。所以，在材料選擇的過程中，首先應(yīng)當(dāng)對材料的質(zhì)量進(jìn)行審查，并且選擇有合格證書的正規(guī)生產(chǎn)廠家。在材料運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要對材料運(yùn)輸實(shí)行全面監(jiān)控，確保建筑材料在運(yùn)輸過程中不受到損害；在建筑施工的過程中，如果發(fā)現(xiàn)建筑材料不合格應(yīng)當(dāng)立刻停止使用并且上報(bào)。

3.6澆筑施工漏漿問題

在澆筑施工的過程中出現(xiàn)漏漿的問題時，主要原因可能是由于樓板與樓板之間拼接產(chǎn)生縫隙而引起的，可以通過對樓板之間的空隙進(jìn)行密封，防止?jié)仓┕だ^續(xù)漏漿。

3.7提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承受能力

在建筑物的承載力不變的情況下，建筑物的結(jié)構(gòu)承受能力主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的變形程度，而通過建筑物的良好延展性可以極大地提高建筑物的承載能力，從而提高建筑物的抗震性，使建筑物可以保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

4　結(jié)束語

剪力墻的整體結(jié)構(gòu)以及施工質(zhì)量是直接影響到整個建筑質(zhì)量的重要因素，所以在建筑工程施工的過程中，應(yīng)當(dāng)不斷地對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，在提高建筑物穩(wěn)定性的同時減少建筑施工成本，在保證建筑施工質(zhì)量的同時加強(qiáng)建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而使建筑市場更加繁榮。

［1］陳國棟，郭彥林，范珍，等.鋼板剪力墻低周反復(fù)荷載試驗(yàn)研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2014（2）.

［2］蔣歡軍，王斌，呂西林，等.基于循環(huán)軟化膜理論的鋼筋混凝土剪力墻彈塑性分析［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（5）.

［3］李宏男，李兵.鋼筋混凝土剪力墻抗震恢復(fù)力模型及試驗(yàn)研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2013（5）.

［4］曹萬林，張建偉，田寶發(fā)，等.鋼筋混凝土帶暗支撐中高剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2012（6）.

［5］肖全東，郭正興.裝配式混凝土雙板剪力墻低周反復(fù)荷載試驗(yàn)［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（4）.

［6］周中一，曹萬林，張文江，等.型鋼混凝土邊框內(nèi)藏開洞鋼板組合剪力墻抗震性能［J］.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（10）.

TU973+.16

A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.11.019

2016-6-24

孔令健（1965-），男，漢族，青海湟源人，大學(xué)本科，高級工程師，主要研究方向：工程建設(shè)監(jiān)理。