基于高层住宅建筑框架剪力墙结构的施工探讨

基于高层住宅建筑框架剪力墙结构的施工探讨

魏小兵

上海绿地建设（集团）有限公司

摘要：为优化城市空间结构，高层住宅建设项目逐渐增多，框架结构由于其诸多优点在高层住宅建筑建设中得到了广泛的应用。本文主要分析高层住宅建筑框架剪力墙结构的施工技术和要点，旨在不断提升高层住宅建筑框架剪力墙结构建设水平，保证高层住宅的建设质量和使用安全。

关键词：高层住宅；框架剪力墙结构；施工技术

引言：

框架剪力墙结构是一种常用的建筑技术手法，具备较强的稳定性和抗震性，尤其在高层住宅这一对稳定性和安全性要求较高的项目当中，框架剪力墙结构的应用非常普遍。因此需要分析框架剪力墙的特点和施工要点，以通过技术手段提高框架剪力墙的建设水平，更好发挥其稳定作用。

1框架剪力墙简介

1.1框架剪力墙结构的概念

框架结构指的是梁、柱等建筑构件以刚接、铰接等形式构成的抗载荷结构，将不同构件构成一个有机整体，共同应对其受到的横向、纵向荷载[1]。使用框架结构建设的建筑没有承重墙，其墙壁紧起到隔离空间的作用，多使用加气混凝土、珍珠岩、空心砖等材料建设。框架结构的建设灵活度较高，比较适用于大型项目当中，施工效率和质量都能够有效保证，但由于其节点处的应力比较集中，因此侧向刚度较低，不适合使用在高层建筑中。

以钢筋混凝土墙壁代替梁、柱等构件，能够保证结构能承担更多类型的荷载、提高水平力控制性能，其中的钢筋混凝土墙壁就是剪力墙结构。剪力墙结构能够提升建筑空间的简洁程度，让整个空间更加宽敞。但由于剪力墙是建筑是主要承重构件，因此不能破坏，业主后期空间改造范围有限。

框架结构与剪力墙结构间相互弥补、相辅相成，便得到了当今广泛被应用于高层住宅建筑中的框架剪力墙结构。框架剪力墙结构具有优异的荷载能力，还具备布置灵活的特点，其中由框架结构来承担建筑的纵向荷载，由剪力墙承担横向荷载，因此在现代建筑中得到了广泛的应用。

1.2框架剪力墙结构的受力特点

框架结构和剪力墙结构被融合之后，二者的受力特点都发生了一些变化。在建筑的下部，由于剪力墙的位移较小，使得框架结构发生弯曲变形，因此主要由剪力墙承担荷载。但在建筑的上半部分，剪力墙发生的位移逐渐增大，有向外倾斜的趋势，此时框架结构将剪力墙向内牵引，剪力墙发生弯曲，因此由框架结构承担水平荷载以及将剪力墙“拉回”的荷载[2]。一般而言，在建筑的上半部分框架结构承担的剪力要大于建筑的外部荷载。

2高层住宅建筑框架剪力墙结构的施工要点

2.1框架剪力墙模板施工

在制作框架剪力墙模板过程中，要保证外墙的外侧模板长度大于内侧模板，一般在200～300mm左右，且外侧模板与墙体间要有极高的贴合程度，这样模板施工才能达到框架剪力墙的设计标准。为提高模板与墙壁的贴合程度，可使用海绵条粘贴在模板与墙壁接触的位置上，防止出现开裂现象。在执行楼板浇筑作业时，要提前在相应位置预设短钢筋头，以此来保证浇筑过程中模板固定不动，并保证楼板和模板间严丝合缝、避免漏浆。进行填缝处理时，严禁使用木条、水泥袋等杂物，需使用符合标准的水泥砂浆进行堵缝。模板的隔离剂要涂刷均匀，若在使用前遭到雨水的冲刷，需要进行补刷作业，以保证模板拆除顺利进行。

2.2框架剪力墙钢筋施工

钢筋施工是框架剪力墙建设中一项重要的工作，主要包括边梁钢筋绑扎和梁柱节点钢筋绑扎两部分。（1）边梁钢筋绑扎。通常情况下，当变量和边柱对齐时，将梁纵筋穿过柱竖筋的内侧，在这一过程中为保证框架结构稳定，会使用提高梁外侧混凝土厚度的方式进行处理。因此为了降低框架本身的重量，需要缩小梁箍筋的宽度，保证梁箍筋的稳定性，边梁钢筋应紧贴梁箍筋和纵筋进行绑扎[3]。（2）梁柱节点钢筋绑扎。框架剪力墙中涉及到的梁柱节点与钢筋穿过的数量息息相关，若一个梁柱节点中穿过的钢筋数量大于4，就需要使用厚度更大的混凝土进行保护，这就会导致混凝土厚度超出设计要求，进而影响整个框架剪力墙的稳定程度，降低建筑荷载能力，影响高层住宅建筑的安全性。因此在进行梁柱节点钢筋绑扎时，需要进行精确的计算，合理安排绑扎的位置。

2.3框架剪力墙混凝土施工

2.3.1确定混凝土配比

在进行高层住宅建筑矿建剪力墙施工时，需要在施工现场进行混凝土配比作业。根据建筑设计要求、框架剪力墙的强度要求等，进行混凝土配比材料和配比方案的选择。混凝土配比的合理性需经过试验来进行验证，以保证配比方案符合框架剪力墙的设计要求，避免因配比问题出现混凝土开裂甚至坍塌等较大的工程事故。混凝土的配比材料一般为砂子、水泥和碎石，并依照以下公式进行：1：X（1+m）：Y（1+n）。若混凝土配比中砂石的比例过大，混凝土容易发生收缩而开裂，还会影响其抗拉性能。此外，混凝土浇筑过程中产生的水化热、收缩等问题，对框架剪力墙的性能会产生较大的影响，因此通常会选用水化热较低、收缩性较低的水泥材料。

2.3.2混凝土浇筑作业

混凝土浇筑过程中，主要使用截面分层浇筑的方式进行，上层与下层之间的浇筑间隔不宜超过5个小时。从截面大的梁开始，保证主梁的稳定性。混凝土浇筑之前，需要进行振捣作业，以提高混凝土内部的密实程度，排出其中夹杂的空气，让混凝土与梁更有效的贴合，方便后期的安装工作。混凝土的运输工作需要连续进行，以避免因运输时间过长、外界环境条件变化等导致混凝土内部出现施工缝。

2.4框架剪力墙施工注意事项

2.4.1合理调整中上部剪力墙混凝土配筋

若在混凝土配筋计算过程中，没有考虑到分层加载的问题，就会高估轴向变形的影响，使得高层住宅建筑上部的配筋过高。若考虑到分层加载问题，建筑中间部分轴向变化的影响就会被低估，导致配筋偏小实际施工中，因此在实际施工中，需根据分层加载问题适当调正中上部剪力墙混凝土的配筋，保证建筑整体的可靠性。

2.4.2考虑风力对建筑构件的影响

高层建筑由于其本身的特点，容易受到自然风力的影响，当风力发生变化或者出现较大的阵风时，会在高层住宅上产生一静、一动两种作用力。因此在框架剪力墙设计施工阶段，需要充分考虑到风力对荷载的影响，保证框架剪力墙能够很好地抵抗风力作用，保证局部构件不会因风力带来的额外荷载受到破坏。

2.4.3保证构造处理简单

框架剪力墙在建设中，要保证其各个方向以及断面的受力均匀，使得剪力墙的刚度中心和重心尽量重合，提高其抗震性能，减轻地震时，剪力墙发生扭曲的程度。在高层住宅建筑中，较长的房间不宜在其两端设置纵向剪力墙，且应适当提高电梯井、楼梯间等位置的刚度。

3案例分析

某高层住宅项目，地上30层、地下2层，总高度98.3m，主要包括住宅、商场和停车场。该项目框架剪力墙结构抗震等级为二级，具体的设计过程如下：

3.1结构设计

该项目剪力墙的设计发生了多次调整，主要是因为建筑功能的要求和计算要求。该高程住宅-1～-2层为地下停车场，1～2层作为商场，若依照正常设计方法，剪力墙的设计会影响到建筑使用功能的发挥。另外计算要求该项目的框架剪力墙结构使用双向抗侧力体系，在建筑两个主轴的方向上均应该设计剪力墙。由于该项目商场部分为裙房，构成大底盘单搭式结构，这种结构比较简单、规整。因此在结构设计时，要保证刚度上小下大，并呈均匀变化的趋势。在抗震性能的设计上，下层楼体侧向刚度不小于上层的70%。塔楼结构和底盘结构质心间的距离应小于底盘边长的20%。该项目建筑的楼层层高较低、且建筑下半部分的刚度较弱，因此在进行结构设计时，要最大限度的减少薄弱层，该项目选择对构件刚度进行调整，以保证结构设计符合上刚下柔、逐渐变化的设计原则。

3.2剪力墙连梁设计

进行框架剪力墙设计时，很难保证与剪力墙相连的梁都能满足设计要求，这一部分的设计难度也较大。高层住宅建筑的水平受力会导致连梁受到较大的内力作用，因此在设计阶段。主要的工作就是尽量减少连梁内力。该项目选择对剪力墙洞口的大小进行调整，来解决上述问题，这一方法在实际应用中的效果也得到了充分的认证。该工程建设过程中，还出现了较多次数的连梁超筋问题，项目根据实际情况，主要使用了以下几种方法进行处理：调整连梁的横截面积；在与连梁相连的剪力墙上设置结构洞；使用铰接的方法连接剪力墙和连梁，这样就能够值传递集中应力而不传递弯矩，保证连梁的抗弯承载力能够达到工程设计要求。

结论：

框架剪力墙结构已成为高层住宅建筑使用的主要结构，显著提高了高层住宅的稳定性和可靠性，且为施工作业带来了更大的方便。随着高层住宅项目数量逐渐增加，相关人员应掌握最新的框架剪力墙结构施工技术，并在施工作业中严格依照相关的标准和规范进行，以最大限度的发挥框架剪力墙结构的优越性，提高高层住宅建筑质量，提升建设水平。

参考文献：

[1]李炎.高层剪力墙结构合理布置及优化设计研究[D].长江大学，2017.

[2]朱天侠.高层建筑框架剪力墙结构施工技术要点探析[J].低碳世界，2017（08）：143.

[3]韩春涛.高层建筑框架剪力墙结构施工技术分析[J].科技创新与应用，2016（32）：261.