框架剪力墻結構建筑施工技術研究

莊 偉

（中國公路工程咨詢集團有限公司城市建筑設計分公司，北京 100048）

框架剪力墻結構是一種將框架結構和剪力墻結構組合在一起的結構。因此框架剪力墻結構同時具有框架結構和剪力墻結構的優點，此外，其靈活性和抗剪性也有所提高。在平面布局中，它能發揮出較高的靈活性，在立體布局方面則夢展現出它優良的易變性。與框架結構相比，剪力墻結構則剛度和強度都較低，更容易受到空間的影響。所以剪力墻結構和框架結構相結合而成的框架剪力墻結構更能揚長補短，發揮出兩者的優點。由框架剪力結構的特征可知，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，就會出現一定程度的變形。當變形達到一定程度時，框架剪力結構的剛性也會隨著變化。因為框架剪力結構的抗震性較為優良，所以建筑的安全性和穩定性能夠得到保障[1]。

1 框架剪力墻結構受力特點分析

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 框架剪力墻結構建筑施工要點

2.1 科學布設剪力墻平面

在設置剪力墻時，尤其要注意剪力墻的數量不能過少，同時墻體的剛度不能太大。墻體的尺寸要保持連續性。保證抗側力數量足夠使用，且合理分布。在實際施工中要確保剪力墻質量達標，避免影響建筑的整體抗側力。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

剪力墻在整個結構中，顯現較為突出的特點就是邊緣性，同時還存在約束性的構件。結構中的所有構件都要嚴格遵循相關規定，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數量

建筑中框架剪力墻的個數應由其位移來定，一般情況下根據工程施工要求。框架剪力墻結構的頂點位移與高度之比應不高于1/700，此外對于高質量的建筑，框架剪力墻結構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，其數量要根據具體情況而定，框架剪力墻結構見圖2。

圖2 框架剪力墻結構圖

3 工程實例分析

某框架剪力結構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構來增強整個建筑的穩定性和抗震性，并且還能有效地縮減施工成本。而對于框架剪力墻結構的運用則需要技術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

作為建筑工程質量的重要衡量標準，混凝土結構和外觀質量是其衡量的重要指標。所以需要著重關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，在模板墻體的內外側需要注意其外墻的外側要比其內側模板多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，為了提高模板的穩定性，可以在模板內側增加較短的鋼筋頭。第三，一旦在墻膜與樓板結合處發現縫隙，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，設置的位置也要準確，保障模板的安全性和穩定性。

3.2 鋼筋施工技術

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 對拉鋼片設計圖

在框架剪力墻結構施工中，鋼筋施工在整個框架施工中占據主體位置，要嚴格按照相關施工規定，對施工細節做好把控。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換層梁鋼筋，不同直徑的鋼筋，需要采用不同的施工技術[4]。在處理直徑較大的鋼筋時通常采用冷擠壓套管技術，針對直徑較小的鋼筋通常選用閃光對焊接頭技術。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定的標準，只有在鋼筋接頭焊接合格的情況下才可以執行下一步操作。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

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，需要嚴格根據國家的有關規定進行混凝土的調和工作，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、入模等結構的要求，也可以防止初凝和離析現象的出現。

在實際的施工過程中，通常工程量十分巨大，施工人員應結合混凝土的特性，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合實際情況和建筑的結構特點，進行更加科學的施工分配，使施工協調有序的進行。根據相關建筑要求，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 內對混凝土進行保養，養護內容包括澆水和對混凝土表面進行覆蓋。通過有關建設條例規定可知，硅酸鹽類水泥混合而成的混凝土，在澆筑完成后，其保養時間不能少于7 d。混凝土中添加緩凝劑保養時間應不少于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護時，一定要保證塑料薄膜的密封性，使塑料薄膜內有水滴形成，進而保證混凝土表面不會缺水。

4 建筑工程框架剪力墻結構施工效果分析

4.1 抗震效果

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

使用相關電腦軟件計算工程穩定性后發現，計算出的結構剛重比高于1.4，同時地震作用最大方向也能符合相關規定，達到-89.87°，達到高規整體穩定性的規定[5]。在工程中使用框架剪力墻結構，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，由相關規定可知在使用框架剪力墻結構的建筑中，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，這個范圍滿足相關規定[6]。

4.3 樓梯類型

建筑工程中，樓梯的作用十分關鍵，緊急情況發生時，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，相關作業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注樓梯的建設，確保質量及安全。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 型樓梯經濟型比較差，對結構扭轉影響小，FT 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 結論

綜上所述，框架剪力墻結構具有框架和剪力的兩個方面的優點，毋庸置疑，其作為建筑工程現代化發展下的產物，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，相關的建筑企業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注，嚴禁偷工減料，將各項先進的技術得到廣泛的應用，最終使建筑工程的整體效益最大化。