李冰寬

摘要： 自我國邁入21世紀以來，城市建設的步伐愈發(fā)緊湊，高層建筑的數(shù)量不斷增多，而鋼筋混凝土的框架剪力墻結構是其主要的建筑結構。本文分別先研究了框架剪力墻結構的抗剪、抗震，在明確剪力墻中各組成要素重要性的基礎上討論了剪力墻的施工技術要點，為高層建筑的施工質量和施工安全有一定的指導意義和理論意義。

Abstract： Since China entered the 21st century， the pace of urban construction has become more and more compact， and the number of high-rise buildings has been on the increase. The RC frame-shear wall structure is the main building structure. In this paper， the shear strength and seismic resistance of the shear wall structure are first studied respectively. Based on the importance of each component in the shear wall， the construction techniques of the shear wall are discussed， which is of certain guiding significance and theoretical significance for the construction quality and construction safety of high-rise building.

關鍵詞： 建筑技術科學;框架剪力墻; 施工技術

Key words： building technology science;frame shear wall;construction technology

中圖分類號：TU398+.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0094-03

0 引言

現(xiàn)代高層的剪力墻結構主要是由鋼筋和混凝土組成，由于高層建筑物的自重大、質量要求高，而且在底部承受復雜的剪力和軸力等，所以底部剪力墻的抗震性能要求非常高。剪力墻又是整個建筑承受荷載、風力或其他不可抗力的構件，所以對其抗剪性能也有很高的要求。在設計滿足以上兩點要求的基礎上，通過實際施工來達到設計的效果，這就要求施工技術過關。所以，無論是設計的抗震、抗剪性能，還是施工的技術問題，都要嚴格要求，從而保證整個建筑的質量安全。

1 剪力墻的抗震性研究

1.1 地震對剪力墻的影響

我國處于環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶兩個世界上最活躍的地震帶，是一個多地震的國家。在地震發(fā)生時，框架剪力墻結構的剪力墻承擔約80%的水平地震作用。但是剪力墻過少與過多都會影響到結構的抗震性能——剪力墻過少，將難以承擔地震時的水平作用，但剪力墻過多，又會加大地震的額相應作用。所以在設計時，根據(jù)抗震等級，如何優(yōu)化剪力墻的數(shù)量，是一門比較高深的學問。即使剪力墻的設計按照“強剪弱彎”的原則設計，但是當一些強地震突發(fā)，地震力足夠大，造成剪力墻某一部位產生幾種破壞。因此剪力墻地段的變形和耗能水平必須成為重點參考目標。

1.2 剪力墻優(yōu)化

我們先研究一下C60混凝土下，100厘米墻和150厘米墻以及墻內部是否安裝鋼板（3.5%的配置率）的軸壓比隨樓層增加而變化的情況，見圖1。

從圖1可以看出，在使用C60級別混凝土以及墻厚100厘米時候，在樓層接近80層時，剪力墻的軸壓比已經超出了0.5，已經危及到了建筑物的安全性。當增加墻體厚度到150厘米時，或者再在其中配置鋼板，都可以滿足軸壓比的要求。單方面配置鋼板時，剪力墻的體積將會節(jié)約，減少建筑面積，還能增加使用面積。但在實際中，應該從外觀、經濟性和安全性等多方面考慮，選擇最優(yōu)的方案，即滿足安全使用和質量要求的前提下，盡可能同時滿足經濟性和外觀要求。

一般情況下，可以通過增加墻體水平方向和豎直方向配鏡率來提升剪力墻的剪力墻的抗剪抗震力，但是這種方法成效有限。對于鋼筋混凝土剪力墻結構，其構件的受剪承載力的公式可以表示如下：

內置鋼板的組合式剪力墻是剪力墻抗震性能優(yōu)化的有效途徑，優(yōu)化構件的承載力，提高其延性，增強其耗能能力，鋼板能夠取代混凝土承受更多的剪力，從而有效提升剪力墻的抗震性能。

2 剪力墻的抗剪性研究

2.1 剪力墻抗剪性能研究現(xiàn)狀

雖然我國對剪力墻的使用已經非常普遍了，對普通的鋼筋混凝土剪力墻研究也很多，但是對于鋼板混凝土剪力墻的研究比較缺乏。在國內，研究鋼板混凝土剪力墻的學者孫建超等[2]、楊曉蒙等[3]和聶建國等[4]通過對不同剪力墻結構在不同情況下的試驗和研究，提出了內嵌鋼板混凝土墻受剪承載力的計算公式、通過研究內嵌鋼板混凝土墻的變形能力和耗能能力給出了鋼板含鋼率、分布鋼筋配筋率等構造措施建議，以及發(fā)現(xiàn)了外包鋼板混凝土墻受剪承載力高、延展性大等特點。

由上，已有的部分試驗不能完全反映墻體的剪切破壞性能，因為在試驗中試件的最終破壞取決于墻底部的彎壓破壞。

2.2 剪力墻抗剪性能的計算endprint

在我國，計算剪力墻抗剪性能之前，一般先作如下假定：

①混凝土所承擔的剪力和形成腹剪斜裂縫或彎剪斜裂縫的剪力相同;

②驗算截面以上h0/2處受拉邊緣的應力達到0.3 fc時認為是形成彎剪斜裂縫的條件;腹板中的主拉應力達到fc時認為達到形成腹剪斜裂縫的條件;

③混凝土所承擔的剪力+45°桁架模型計算的水平分布鋼筋所承擔的剪力=剪力墻的抗剪承載力;

④與單調加載的情況相比，反復加載下的受剪承載力降低20%;

⑤偏心受拉剪力墻的受剪承載力未進行試驗，根據(jù)受力性能，參照偏心受壓剪力墻承載力規(guī)律經折減后給出計算公式[5]。

在以上假定適用的情況下，鋼筋混凝土偏心受壓剪力墻斜截面受設計表達式如下：

VW？燮■（0.5ftbh0+0.13N■）+fyv■h0

鋼筋混凝土偏心受拉剪力墻斜截面受剪承載力設計表達式如下：

VW？燮■（0.5ftbh0-0.13N■）+fyv■h0

國外的剪力墻受剪承載力計算方法和我國的計算方法差距略大，我們不再研究討論。

2.3 剪力墻抗剪抗剪性能研究

剪力墻受剪受剪承載力計算模式可以由混凝土抗剪力和抗剪鋼筋的抗剪力兩項組成。其中混凝土混凝土抗力考慮必須考慮鋼筋混凝土強度、剪跨比和軸向力的影響。宜考慮混凝土強度降低系數(shù)和縱筋的作用，抗剪鋼筋的抗力可以采用桁架模型計算。

混凝土強度指標采用其軸心抗壓強度的0.5次方較為合理。

3 剪力墻的施工技術

在研究完剪力墻的抗震性能和抗剪性能之后，我們討論剪力墻實際施工中的技術。

3.1 高層剪力墻的施工特點

剪力墻的施工特點主要體現(xiàn)在以下幾點：

①受自身的特點所決定，剪力墻在施工的過程中缺乏靈活性，對于一部分公共建筑來說，難以滿足空間的布局要求，這就需要在施工作業(yè)過程中利用有效的科學方法和科學技術加以完善，例如在滿足要求的情況下對梁和板的布局稍加改動。對普通的剪力墻來說，采用建筑結構矩形結構、L形結構和T形結構的同時，必須確保剪力墻的主軸是正交的布局方式;當建筑結構采用三角形結構或者Y形結構時，要沿著剪力墻的三個方向進行合理的布局;當建筑結構采用的是正多邊形、圓形或者弧形結構時，要采取沿剪力墻的方向進行環(huán)向布局的方式。

②在剪力墻結構的施工作業(yè)環(huán)境中，受剪力墻自身的長度因素的影響也要進行適當?shù)奶幚怼＜袅Ρ仨毟鶕?jù)實際施工作業(yè)情況來判定其大小、長短。

③剪力墻的高度也必須要符合剪力墻自身的受力情況，確?？拐鹉芰υ谠O計和規(guī)定的范圍內。

3.2 高層剪力墻施工技術要點

3.2.1 高層剪力墻建筑施工中的大模板施工技術要點

建筑施工中的核心內容之一，就是大模板施工，它也是建筑施工中的要點所在。大模板施工技術的好壞，對整個建筑施工剪力墻的質量好壞有非常重要的影響，所以在大模板施工作業(yè)的時候必須嚴格按照質量要求進行施工作業(yè)。首先就是要對控制線進行嚴格的把控工作——在實際施工場地，由于會收到各種外部因素的影響，放線的工作比預想的往往要困難許多，使得難以按照設計合理并且精準地放線，剪力墻鋼筋和預留孔洞的位置要求精度非常高，所以必須嚴格把握放線的精度。其次是科學、合理地管控模板的安裝組裝——模板安裝工程作為一項需要專項方案支持的的分部工程，其重要性不言而喻，它直接關系到后期混凝土澆筑時的安全和混凝土建筑完成后的外觀和質量，在組裝過程中要按照不同型號進行標號拼裝，然后對拼裝好的模板重新進行編號;在混凝土澆筑之前，為方便后期拆模和保證混凝土的質量，要在模板使用之前涂抹一層隔離劑，并且確保隔離劑的隔離效果;模板安裝一般遵循“從內至外，從橫向至縱向，保障安裝到位”的原則。

內墻模板的安裝必須按照由橫向至縱向的原則安裝，先安裝門窗位置的模板，利用科學的一些技術進行臨時加固，然后進行墻體模板的安裝。外墻模板安裝同樣也需要精密的技術支持，首先對門、窗、洞口和穿墻管等進行檢查，確保無雜物，有雜物的須清理干凈，確保墻體內側模板的安裝完好無誤，然后在外墻進行腳手架或三腳架的安裝。施工過程要求技術精度高，避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，模板安裝必須嚴密和牢固。

模板安裝應滿足下列要求：

①模板的接縫不應漏漿，在澆筑混凝土前，木模板應澆水濕潤，但模板內不應有積水;

②模板與混凝土的接觸面應清理干凈并涂刷隔離劑，但不得采用影響結構性能或妨礙裝飾工程施工的隔離劑;

③澆筑混凝土前，模板內的雜物應清理干凈;

④對清水混凝土工程及裝飾混凝土工程，應使用能達到設計效果的模板。

模板拆除應該注意模板拆除順序，一般按照“先縱向、后橫向”，“先支后拆、后支先拆”，“先拆非承重模板、后拆承重模板”“先側板、后底板”，拆除豎直面模板應自上而下進行等原則。在混凝土模板拆除過程中務必要保證不能對墻體表面造成影響。

3.2.2 高層剪力墻建筑施工中的混凝土施工技術要點

一般意義上來說，混凝土的原材料使用對整個高層建筑的剪力墻施工作業(yè)有著極其重要的影響，原材料的質量直接關系到建筑工程的質量，所以在高層建筑的剪力墻施工作業(yè)中必須加強管控原材料的質量，確保原材料的質量符合設計要求和建筑施工的要求。著重監(jiān)管原材料進場，明確和嚴格實施原材料進場制度。再施工作業(yè)過程中一旦發(fā)現(xiàn)任何一種原材料存在有質量問題，就必須及時找出問題發(fā)生的原因并采取相應的管理措施，嚴禁不合格的材料進場或者繼續(xù)被使用。在施工中，尤其是高層的剪力墻施工過程中，施工組織模式也會對工程質量產生很大的影響，根據(jù)混凝土施工的工序和步驟，在施工工藝上進行實時調整和有效的協(xié)調，就可以在很大程度上避免混凝土問題引起的模板變形和位置偏移等現(xiàn)象。高層剪力墻中鋼筋在焊接時也要注意其經濟性和效率，氣壓焊在這種工程中的技術要求相對偏高，因此在焊接鋼筋過程中應著重注意焊接方式的選擇，在經濟性、質量和進度中找到一個最優(yōu)的焊接方式。

4 結束語

現(xiàn)階段我國各式工程在剪力墻的應用方面已經非常普遍，幾乎沒有太大的理論問題，但是在實際施工過程中，返修和重做的事也經常發(fā)生。本文通過對剪力墻抗震性能和抗剪性能的概述，以及對剪力墻施工技術要點的概括，闡述了剪力墻結構中每個細節(jié)對工程質量的重要性，給更多同行提供一定的理論和實踐經驗，從而幫助施工時在短時間內保證質量、節(jié)約成本，讓剪力墻在普通高層乃至其它應用剪力墻結構的建筑中發(fā)揮其應有的價值[6]。

參考文獻：

[1]鐘文.鋼筋混凝土剪力墻抗震性能優(yōu)化技術[J].城市建設理論研究：電子版，2015（23）.

[2]孫建超，徐培福，肖從真，等.鋼板-混凝土組合剪力墻受剪性能試驗研究[J].建筑結構，2008（6）：1-5.

[3]楊曉蒙.高強混凝土鋼板組合剪力墻抗剪性能試驗研究[D].中國建筑科學研究院，2011.

[4]聶建國，卜凡民，樊健生.低剪跨比雙鋼板-混凝土組合剪力墻抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2011，32（11）：74-81.

[5]梁興文，文保軍，鄧明科，等.混凝土剪力墻受剪承載力計算模式比較[C]//全國混凝土結構基本理論及工程應用學術會議. 2009.

[6]俞錫成.高層剪力墻施工技術要點研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（17）：246.endprint