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【摘要】本文对建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术进行了研究。首先分析了剪力墙结构的受力特点及其设计要求,然后针对剪力墙结构施工中的钢筋工程、混凝土工程和模板工程的设计与施工进行了分别阐述,最后提出了具体施工中应注意的几个问题,供相关技术人员参考。
【关键词】建筑工程,主体框架,剪力墙,施工技术
中图分类号:TU198文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着我国经济社会快速发展,高层建筑在城市的日常生活中扮演着越来越重要的角色。因此,高层建筑的主体结构形式至关重要。剪力墻结构是广泛应用于高层建筑的一种主体结构形式,剪力墙在现代施工技术中得到了广泛使用。
二、剪力墙的受力特点及设计要求
剪力墙是一种能较好的抵抗水平荷载的墙。剪力墙由于能有效抵抗水平荷载,因此剪力墙结构具有以下主要特点:(1)抗侧刚度大,侧移小。(2)室内墙面平整。(3)结构自重大,吸收地震能量大。(4)施工较麻烦,造价较高。
一般剪力墙的墙肢截面高度与厚度之比较大,在水平荷载作用下通常抗剪刚度起控制作用,故其耗能较差。它往往应用于层数较多(20层以上)的高层建中当剪力墙洞口不太大时,剪力墙整体性能比较好。剪力墙截面弯曲破坏极限承截力可以按照全截面抗弯计算。竖同荷载对剪力墙的极限强度和变形有很大影响,随着轴压力的增大,承载力和刚度均表现为增大。其后总结有关的低周反复试验结果,得出结论:对开洞剪力墙,连梁屈服可使整个体系具有较好的抗震性能。而连梁的剪切破坏则会使剪力墙刚度严重退化,降低整个体系的极限变形能力和耗能能力。降低连梁的配筋可以使剪力墙刚度减小,因而减小地震作用,并使墙肢裂缝较细,耗能部位分散,有利于改进结构的抗震性能。
已有的试验结果表明:影响剪力墙抗震性能的因素有很多,其中主要有剪跨比、墙体配筋构造、轴压比、混凝土强度和边缘构件的设置等。短肢剪力墙是指墙肢截面高度和厚度之比为5:8的剪力墙。通常墙厚不小于200mm。其主要布置在房问外围的阳角、阴角及分隔墙的交点上,有地下室时应避开车道等重要部位,视抗侧力的需要和分隔墙相交的形式而布置适当数量的各种形式的短肢剪力墙。并在各墙肢处布置连梁,把这些墙连接成一个整体。短肢剪力墙各住宅单元围绕着中部简体成环抱状布置,整个结构基本对称。当短肢剪力墙的墙肢再进一步减小截面高度,其力学性能就完全变成了框架结构。异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2~4之间,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。其梁柱等宽,是小墙肢截面高度趋于更小的结构形式,异形柱结构完全是框架结构,变形是以剪切变形为主,结构计算方法也完全是按照空间框架结构的方法。由于异形柱的截面较小,故在轴压比的限制下一般只适用于12或13层以下的建筑。常用的截面形式有L形、T形和十字形。
三、剪力墙结构施工技术
1.钢筋工程
对于直径小于12的钢筋接长采用绑扎连接,连接时应注意以下几点:墙体采用的钢筋较细,上下层钢筋的接长一般采用绑扎连接,在浇筑时,钢筋网片极易发生向内或向外的位移,为防止这种现象的发生。可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平筋。以防止由于浇筑和振捣石全而使钢筋位移。楼板钢筋绑扎时,要放置足够的垫块和马凳筋,以保证钢筋有足够的保扩层厚度和问距。在楼板钟铺设电线管时,要设计好其走向,防止2层或3层电线管互相叠放,使楼板中钢筋网上下间距过大,从而导致楼板浇筑时在电线管叠合处局部超厚,这样又导致了整个楼板找平后与设计标高不符,给地脚装饰等下一道工序带来一系列的问题。
2.混凝土工程
根据工程特点和施工条件,墙内混凝土同所在楼层的梁柱墙一样为一次性浇筑。一般采用商品预制混凝土,混凝土设计强度等级为C6,应按高强混凝土的有关规定进行施工。在浇筑时,型钢柱内混凝土表面不得有积水和杂物(特别是箱型钢柱内,在施工时必须做好保护措施),先浇筑一层100~200mm厚与混凝士强度等级相同的水泥砂浆,以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳,影响接头质最。由于模板内型钢柱与柱筋、梁筋相交叉,空隙较小且分散。所以每次分层下料的高度不应超过500mm,用长插入式高频振动器振捣。且垂直点振,不得平拉,在充分振捣密实后,再逐步分层浇筑至顶。
由于劲性墙中的型钢限制了混凝土的流动,振动棒需四面对称插入振捣,投料也需四面进行,以防止钢柱受扭,保证劲性墙混凝土浇筑的密实性。为防止上层劲钢柱安装焊接高温对下层柱中混凝土的影响,每次浇筑至钢柱接头以下约300mm处留置施工缝,施工缝的处理同柱墙做法。对于洞顶转换层型钢柱顶部,箱型柱用封口钢板,尺寸为600mm600mm20mm,留设4个150浇筑孔,以便下料振捣而充实整个箱柱。
3.模板工程
模板配板设计中,对于外墙模板的外铡模板,应比内侧模板长200~300mm,支模时让外侧模板紧贴已浇筑的墙体,且在模板和接触处要粘贴海绵条。为保证外墙的内侧模板及内墙模板的根部在浇筑时不发生向星或向外的移动。可在浇筑楼板时,在其相应位置预埋短钢筋头来限定其位置。墙模和楼板接触部分要严密,防止漏浆现象发生。若有缝隙,可用水泥砂浆堵缝,也可在支模前在立墙模处用宽50mm。严禁用木条、水泥袋等来堵缝。墙模吊装时最好选在白天进行,若在夜间吊装,应增加照明设施,保证模板在吊装时不碰撞已绑好的钢筋,同时就位要准且稳,若控制不好,会对刚浇筑不久的楼板造成很大的冲击力,使其产生振动,从而对结构造成不利的影响,严重时会在楼板中产生裂缝。墙模在吊装前涂刷隔离剂要均匀,若被雨淋,还需要重新涂刷,以防止粘模造成拆模困难。
四、框架剪力墙施工的几个注意事项
1.适当调整顶部和中部楼层的配筋
在进行程序计算时,若不考虑分层加载,则会导致对轴向变形影响估计偏大,造成顶层楼面内力值偏大,配筋增大较多。若考虑施工分层加载,则轴向变形对中部楼层的影响较显著比较明显,导致配筋量偏小,在由于混凝土的徐变作用,使得中部楼层配筋偏小更多。
2.注意复核局部构件受风影响
在高层建筑物中,风力的影响较大,由于某种原因导致出现阵风时,直接使得建筑物既受静力作用又受动力的作用。所以,为了保障结构具有足够刚度和强度,防治在风力的作用下产生破坏,要充分考虑在阵风作用下结构的不利影响。
3.结构布置应考虑到能使构造处理简单
为了降低地震作用的影响,剪力墙结构的布置应使个断面受力均匀,尽量使得结构的刚度中心和质量中心接近:避免将纵向剪力墙设置在过长的房屋两端。
4.混凝土的养护措施
在墙体拆模后,应立即将两道养护剂涂刷在混凝土的表面,以防止混凝土早期脱水而降低混凝土的强度。同时还应有效控制混凝土的养护条件,保障混凝土施工的质量。
5.材料的质量控制
原材料的质量直接影响着工程的质量,材料的选择尤为重要。在进行材料选择时;①就要选择合格的材料供应商。②由项目部牵头对材料进行进场验收,对进场的材料进行严格的外观及出厂证明的检查,只有合格的材料后方才能进场,最后还要由技术负责人对原材料进行取样测试。
6.设计与构造应有利于提高结构延性
在结构或构件在承载力没有发生明显下降的情况下,承受变形的能力,即为结构或构件的延性。结构延性的好坏,直接影响结构的变形能力,抗震性能等。因此,提高结构构件的延性非常重要。
五、结束语
剪力墙结构在我国已经得到了广泛的应用,其中复杂的结构工程也不断增多,给正常的施工带来了很大的麻烦。选择正确的施工方法,不但可以减少大量重复工作的问题,还可以达到经济的目标。本文总结了一些施工技术问题,为剪力墙施工技术的进一步发展、不断提高高层建筑施工质量提供参考。
参考文献:
肖博文,程家冬.建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2013(12).
何红霞.建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].科学与财富,2013(6):324.
刘恒.建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].科技创业家,2012(24):40.
周青岛.剪力墙结构工程施工方法的研究[J].中华民居,2012(22):108-109.
【关键词】建筑工程,主体框架,剪力墙,施工技术
中图分类号:TU198文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着我国经济社会快速发展,高层建筑在城市的日常生活中扮演着越来越重要的角色。因此,高层建筑的主体结构形式至关重要。剪力墻结构是广泛应用于高层建筑的一种主体结构形式,剪力墙在现代施工技术中得到了广泛使用。
二、剪力墙的受力特点及设计要求
剪力墙是一种能较好的抵抗水平荷载的墙。剪力墙由于能有效抵抗水平荷载,因此剪力墙结构具有以下主要特点:(1)抗侧刚度大,侧移小。(2)室内墙面平整。(3)结构自重大,吸收地震能量大。(4)施工较麻烦,造价较高。
一般剪力墙的墙肢截面高度与厚度之比较大,在水平荷载作用下通常抗剪刚度起控制作用,故其耗能较差。它往往应用于层数较多(20层以上)的高层建中当剪力墙洞口不太大时,剪力墙整体性能比较好。剪力墙截面弯曲破坏极限承截力可以按照全截面抗弯计算。竖同荷载对剪力墙的极限强度和变形有很大影响,随着轴压力的增大,承载力和刚度均表现为增大。其后总结有关的低周反复试验结果,得出结论:对开洞剪力墙,连梁屈服可使整个体系具有较好的抗震性能。而连梁的剪切破坏则会使剪力墙刚度严重退化,降低整个体系的极限变形能力和耗能能力。降低连梁的配筋可以使剪力墙刚度减小,因而减小地震作用,并使墙肢裂缝较细,耗能部位分散,有利于改进结构的抗震性能。
已有的试验结果表明:影响剪力墙抗震性能的因素有很多,其中主要有剪跨比、墙体配筋构造、轴压比、混凝土强度和边缘构件的设置等。短肢剪力墙是指墙肢截面高度和厚度之比为5:8的剪力墙。通常墙厚不小于200mm。其主要布置在房问外围的阳角、阴角及分隔墙的交点上,有地下室时应避开车道等重要部位,视抗侧力的需要和分隔墙相交的形式而布置适当数量的各种形式的短肢剪力墙。并在各墙肢处布置连梁,把这些墙连接成一个整体。短肢剪力墙各住宅单元围绕着中部简体成环抱状布置,整个结构基本对称。当短肢剪力墙的墙肢再进一步减小截面高度,其力学性能就完全变成了框架结构。异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2~4之间,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。其梁柱等宽,是小墙肢截面高度趋于更小的结构形式,异形柱结构完全是框架结构,变形是以剪切变形为主,结构计算方法也完全是按照空间框架结构的方法。由于异形柱的截面较小,故在轴压比的限制下一般只适用于12或13层以下的建筑。常用的截面形式有L形、T形和十字形。
三、剪力墙结构施工技术
1.钢筋工程
对于直径小于12的钢筋接长采用绑扎连接,连接时应注意以下几点:墙体采用的钢筋较细,上下层钢筋的接长一般采用绑扎连接,在浇筑时,钢筋网片极易发生向内或向外的位移,为防止这种现象的发生。可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平筋。以防止由于浇筑和振捣石全而使钢筋位移。楼板钢筋绑扎时,要放置足够的垫块和马凳筋,以保证钢筋有足够的保扩层厚度和问距。在楼板钟铺设电线管时,要设计好其走向,防止2层或3层电线管互相叠放,使楼板中钢筋网上下间距过大,从而导致楼板浇筑时在电线管叠合处局部超厚,这样又导致了整个楼板找平后与设计标高不符,给地脚装饰等下一道工序带来一系列的问题。
2.混凝土工程
根据工程特点和施工条件,墙内混凝土同所在楼层的梁柱墙一样为一次性浇筑。一般采用商品预制混凝土,混凝土设计强度等级为C6,应按高强混凝土的有关规定进行施工。在浇筑时,型钢柱内混凝土表面不得有积水和杂物(特别是箱型钢柱内,在施工时必须做好保护措施),先浇筑一层100~200mm厚与混凝士强度等级相同的水泥砂浆,以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳,影响接头质最。由于模板内型钢柱与柱筋、梁筋相交叉,空隙较小且分散。所以每次分层下料的高度不应超过500mm,用长插入式高频振动器振捣。且垂直点振,不得平拉,在充分振捣密实后,再逐步分层浇筑至顶。
由于劲性墙中的型钢限制了混凝土的流动,振动棒需四面对称插入振捣,投料也需四面进行,以防止钢柱受扭,保证劲性墙混凝土浇筑的密实性。为防止上层劲钢柱安装焊接高温对下层柱中混凝土的影响,每次浇筑至钢柱接头以下约300mm处留置施工缝,施工缝的处理同柱墙做法。对于洞顶转换层型钢柱顶部,箱型柱用封口钢板,尺寸为600mm600mm20mm,留设4个150浇筑孔,以便下料振捣而充实整个箱柱。
3.模板工程
模板配板设计中,对于外墙模板的外铡模板,应比内侧模板长200~300mm,支模时让外侧模板紧贴已浇筑的墙体,且在模板和接触处要粘贴海绵条。为保证外墙的内侧模板及内墙模板的根部在浇筑时不发生向星或向外的移动。可在浇筑楼板时,在其相应位置预埋短钢筋头来限定其位置。墙模和楼板接触部分要严密,防止漏浆现象发生。若有缝隙,可用水泥砂浆堵缝,也可在支模前在立墙模处用宽50mm。严禁用木条、水泥袋等来堵缝。墙模吊装时最好选在白天进行,若在夜间吊装,应增加照明设施,保证模板在吊装时不碰撞已绑好的钢筋,同时就位要准且稳,若控制不好,会对刚浇筑不久的楼板造成很大的冲击力,使其产生振动,从而对结构造成不利的影响,严重时会在楼板中产生裂缝。墙模在吊装前涂刷隔离剂要均匀,若被雨淋,还需要重新涂刷,以防止粘模造成拆模困难。
四、框架剪力墙施工的几个注意事项
1.适当调整顶部和中部楼层的配筋
在进行程序计算时,若不考虑分层加载,则会导致对轴向变形影响估计偏大,造成顶层楼面内力值偏大,配筋增大较多。若考虑施工分层加载,则轴向变形对中部楼层的影响较显著比较明显,导致配筋量偏小,在由于混凝土的徐变作用,使得中部楼层配筋偏小更多。
2.注意复核局部构件受风影响
在高层建筑物中,风力的影响较大,由于某种原因导致出现阵风时,直接使得建筑物既受静力作用又受动力的作用。所以,为了保障结构具有足够刚度和强度,防治在风力的作用下产生破坏,要充分考虑在阵风作用下结构的不利影响。
3.结构布置应考虑到能使构造处理简单
为了降低地震作用的影响,剪力墙结构的布置应使个断面受力均匀,尽量使得结构的刚度中心和质量中心接近:避免将纵向剪力墙设置在过长的房屋两端。
4.混凝土的养护措施
在墙体拆模后,应立即将两道养护剂涂刷在混凝土的表面,以防止混凝土早期脱水而降低混凝土的强度。同时还应有效控制混凝土的养护条件,保障混凝土施工的质量。
5.材料的质量控制
原材料的质量直接影响着工程的质量,材料的选择尤为重要。在进行材料选择时;①就要选择合格的材料供应商。②由项目部牵头对材料进行进场验收,对进场的材料进行严格的外观及出厂证明的检查,只有合格的材料后方才能进场,最后还要由技术负责人对原材料进行取样测试。
6.设计与构造应有利于提高结构延性
在结构或构件在承载力没有发生明显下降的情况下,承受变形的能力,即为结构或构件的延性。结构延性的好坏,直接影响结构的变形能力,抗震性能等。因此,提高结构构件的延性非常重要。
五、结束语
剪力墙结构在我国已经得到了广泛的应用,其中复杂的结构工程也不断增多,给正常的施工带来了很大的麻烦。选择正确的施工方法,不但可以减少大量重复工作的问题,还可以达到经济的目标。本文总结了一些施工技术问题,为剪力墙施工技术的进一步发展、不断提高高层建筑施工质量提供参考。
参考文献:
肖博文,程家冬.建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2013(12).
何红霞.建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].科学与财富,2013(6):324.
刘恒.建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].科技创业家,2012(24):40.
周青岛.剪力墙结构工程施工方法的研究[J].中华民居,2012(22):108-109.