付正信
隨著生活水平的不斷提高,人們對(duì)于工程質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。近年來(lái),短肢剪力墻結(jié)構(gòu)逐步應(yīng)用于墻體施工中,具有穩(wěn)固性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢(shì),可以有效縮短工期。但是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用也隨著建筑工程質(zhì)量要求的提升遇到挑戰(zhàn),需要根據(jù)建筑工程的總體建造需求與施工場(chǎng)地的實(shí)際狀況,提升短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,減少施工隱患。
短肢剪力墻,是指截面的厚度不大于300 mm,各肢橫截面高度與厚度比的最大值超過(guò)4 但未超過(guò)8 的剪力墻結(jié)構(gòu),如圖1 所示。短肢剪力墻的整體受力、變形特征均類(lèi)似框剪結(jié)構(gòu),但相較于框剪結(jié)構(gòu),其內(nèi)力分配、剛度分配更加合理,因結(jié)構(gòu)變形及協(xié)調(diào)所導(dǎo)致的豎向位移差也比框剪結(jié)構(gòu)小。
圖1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)(單位:mm)
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的梁體是銜接其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的介質(zhì),梁體能夠在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中將短肢剪力墻嵌入建筑隔墻中,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建設(shè)條件及結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)墻體內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而達(dá)到改善建筑結(jié)構(gòu)和節(jié)約建材資源的目的。設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí),若要建設(shè)復(fù)雜的墻體結(jié)構(gòu),可以使用短肢剪力墻來(lái)完成,參照施工場(chǎng)地的現(xiàn)實(shí)狀況,在指定方位設(shè)計(jì)筒體,運(yùn)用剪力墻銜接不同的墻體,使剪力墻在整體結(jié)構(gòu)中能夠和筒體一起承擔(dān)水平壓力。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是近年來(lái)出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)方式,其本質(zhì)是剪力墻、異形柱的有效融合,已廣泛應(yīng)用于建筑工程施工中。與普通墻體相比,具有更強(qiáng)的靈活性,在具體施工時(shí),能夠按照作業(yè)的實(shí)際需求適度把控墻體尺寸與數(shù)量[1]。但在應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,要注重提升其墻柱連接質(zhì)量,防止出現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)突出的情況。設(shè)計(jì)建筑工程時(shí),施工人員可利用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行施工布局規(guī)劃,優(yōu)化建筑空間,減少施工結(jié)構(gòu)重量的同時(shí)有效提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力。近年來(lái),隨著城市化進(jìn)程不斷加快,建筑工程質(zhì)量和居住滿意度問(wèn)題始終是建筑企業(yè)關(guān)心的重點(diǎn)。在建筑工程中應(yīng)用短肢剪力墻,不僅能夠提高建筑物的抗震性能及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,還能最大限度提高建筑空間使用效率。
與傳統(tǒng)框架梁柱結(jié)構(gòu)相比,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)消耗更多的材料,建筑費(fèi)用也會(huì)相應(yīng)提高。但綜合來(lái)看,短肢剪力墻有效結(jié)合了鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu),在建筑過(guò)程中省去了其他鋼材原料的投入成本,使得建筑結(jié)構(gòu)既具有較高的穩(wěn)定性,又省去了混凝土澆筑步驟,經(jīng)濟(jì)適用性較高。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中,能夠保障區(qū)域劃分更加科學(xué)。同時(shí),其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的規(guī)則性,使得劃分建筑區(qū)域后,能夠使與維護(hù)相關(guān)的各種工作同步進(jìn)行。
設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的主軸進(jìn)行剪力墻的雙向安排,以確保建筑結(jié)構(gòu)雙向結(jié)構(gòu)保持平衡,防止抗側(cè)剛度出現(xiàn)較大偏差。尤其在設(shè)計(jì)抗震階段,應(yīng)該防止發(fā)生單向布置短肢剪力墻的情況[2]。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常采用L 形、T 形等比較規(guī)則的結(jié)構(gòu),在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)最大限度避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn),盡可能減少不必要的邊緣構(gòu)件部署以及安裝工作,降低作業(yè)成本的同時(shí)防止結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響施工質(zhì)量。
在建筑施工過(guò)程中,應(yīng)盡可能減少一字形短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的使用頻率,可利用增加翼緣的方法提高短肢剪力墻自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí),避免將短肢剪力墻作為抗側(cè)力構(gòu)件,可將結(jié)構(gòu)改為筒體式結(jié)構(gòu)或者引入普通的剪力墻結(jié)構(gòu),在提高建筑工程抗震效果的同時(shí),提高建筑受力的穩(wěn)定性。
彎曲破壞可以帶給剪力墻足夠的延展性,應(yīng)掌握好墻肢尺寸,盡量將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成高墻式結(jié)構(gòu),防止由于脆性較大出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剪切毀壞的現(xiàn)象。需要注意的是,盡管增加墻肢長(zhǎng)度可以使短肢剪力墻獲得更好的延展性,但仍要保證短肢剪力墻的尺寸不超過(guò)8 m,長(zhǎng)度、高度比值不低于2。當(dāng)墻肢比較長(zhǎng)時(shí),可以利用連梁進(jìn)行平均切割,使原來(lái)不符合規(guī)范的剪力墻轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)肢墻。
為提升短肢剪力墻結(jié)構(gòu)豎向、水平的承載力,應(yīng)盡量利用連續(xù)、對(duì)稱的安排方法來(lái)提高短肢剪力墻的抗扭水平,防止因部署不勻稱造成建筑結(jié)構(gòu)的剛度不均衡[3]。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況不斷完善短肢剪力墻結(jié)構(gòu),通過(guò)增加混凝土強(qiáng)韌性或墻體厚度改善短肢剪力墻的抗側(cè)力度,拓寬墻體延展性。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)受力狀況和洞口位置密切相關(guān),根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)門(mén)窗洞口處于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)部時(shí),要根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用陳列法進(jìn)行規(guī)劃,保證短肢剪力墻連梁、墻肢結(jié)構(gòu)清晰,防止因門(mén)窗洞口規(guī)劃混亂導(dǎo)致短肢剪力墻墻肢的長(zhǎng)寬比失調(diào)[4]。若建筑項(xiàng)目對(duì)抗震效果要求較高,要避免在短肢剪力墻底端使用洞口未成列的設(shè)計(jì)方法,確保建筑抗震效果不受干擾。此外,豎向設(shè)計(jì)短肢剪力墻洞口時(shí),要避免出現(xiàn)局部洞口錯(cuò)洞墻及疊合錯(cuò)洞墻,這是由于錯(cuò)洞墻和疊合錯(cuò)洞墻這兩類(lèi)結(jié)構(gòu)的受力情況比較復(fù)雜,設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡量不使用這兩種結(jié)構(gòu)的洞口設(shè)計(jì)方式。
為確保短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加合理,需加強(qiáng)對(duì)信息技術(shù)的運(yùn)用,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。在使用信息技術(shù)優(yōu)化短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)要關(guān)注以下幾點(diǎn)。
第一,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震效果。對(duì)普通建筑來(lái)講,自身的結(jié)構(gòu)方式比較復(fù)雜,一旦發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性無(wú)法維持。工作人員在設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)提前掌握建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件的受力特征,明白局部發(fā)生形變的危險(xiǎn)性,嚴(yán)格執(zhí)行短肢剪力墻的設(shè)計(jì)要求,利用合理的設(shè)計(jì)方案對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行部署,具體的短肢剪力墻抗震結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。
圖2 短肢剪力墻抗震結(jié)構(gòu)示意圖(單位:mm)
第二,合理控制軸壓比。承載力是檢測(cè)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)性能的重要參數(shù),若想提高短肢剪力墻的承載力,應(yīng)該根據(jù)工程施工情況適當(dāng)增添配筋總量并適當(dāng)提高邊緣構(gòu)件的配筋強(qiáng)度,如圖3所示,合理融合水平、豎向的配筋,使短肢剪力墻軸壓比處于合理范圍內(nèi)[5]。
圖3 短肢剪力墻邊緣構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖(單位:mm)
第三,全面了解短肢剪力墻的特點(diǎn)。由于建筑的抗側(cè)力、主體剛度均會(huì)使短肢剪力墻結(jié)構(gòu)功能受到影響,因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需盡可能了解短肢剪力墻的特點(diǎn),確保墻體、梁體等部位進(jìn)行合理配筋。
第四,合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的總體系數(shù)。設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范確??傮w系數(shù)的合理性,防止設(shè)計(jì)誤差帶來(lái)嚴(yán)重影響。墻體截面面積、梁體跨度、建筑高度等均與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)密切相關(guān),為實(shí)現(xiàn)預(yù)期的建筑效果,在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)重點(diǎn)考慮以上因素。此外,在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)其彎曲情況確定整體系數(shù),例如將建筑的頂層設(shè)計(jì)成剪切型,則表示整個(gè)建筑的受力功能相對(duì)較差,應(yīng)重視并完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第五,合理控制含鋼量。不同構(gòu)件的含鋼量存在差異,應(yīng)根據(jù)短肢剪力墻所在位置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),明確各個(gè)構(gòu)件的含鋼量[6]。
進(jìn)行模板設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循整體性原則,根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況與建筑的結(jié)構(gòu)特征來(lái)篩選符合要求的模板,提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。合理布置接頭位置,保障模板品質(zhì)符合建筑工程的施工標(biāo)準(zhǔn),防止出現(xiàn)鼓模、跑模等現(xiàn)象[7]。模板定位是模板作業(yè)過(guò)程中的重要工作內(nèi)容,工作人員需要認(rèn)真進(jìn)行基線測(cè)量,特別是開(kāi)展門(mén)洞模板作業(yè)時(shí),應(yīng)確認(rèn)圖紙要求。
鋼筋品質(zhì)能夠直接決定短肢剪力墻的施工效果,所以施工前需要進(jìn)行全方位調(diào)研,嚴(yán)格檢查鋼筋的外表結(jié)構(gòu)、尺寸等,保證鋼筋未發(fā)生腐蝕、生銹、損壞等問(wèn)題。對(duì)材料進(jìn)行加工時(shí)還要進(jìn)行二次檢測(cè),保證鋼筋的順直性,并使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)直,根據(jù)施工實(shí)際要求對(duì)其進(jìn)行裁剪。
工作人員應(yīng)掌握各種類(lèi)別鋼筋的實(shí)際焊接參數(shù),按要求對(duì)鋼筋表層進(jìn)行處理,使其表層干凈整潔,保障焊接的質(zhì)量符合要求[8]。此外,將豎筋、下層鋼筋牢固銜接,在連接處安設(shè)3 根鋼筋,避免后期應(yīng)用中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。
混凝土施工作為短肢剪力墻施工的重要組成部分,應(yīng)保障材料的功能指標(biāo)符合要求,避免影響混凝土的質(zhì)量。施工人員應(yīng)實(shí)際需求進(jìn)行配比,先在試驗(yàn)室進(jìn)行最佳比例試驗(yàn),并根據(jù)施工場(chǎng)地的溫度、濕度進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)一步提高混凝土的緩凝性、和易性。施工前要確保設(shè)備故障均已排除,合理規(guī)劃混凝土運(yùn)輸路線,避免運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)影響混凝土質(zhì)量。
泵送作業(yè)過(guò)程中要嚴(yán)格控制泵送速度,提升泵送效率,同時(shí)做好施工現(xiàn)場(chǎng)指揮工作,避免泵送過(guò)程中損壞模板。嚴(yán)格按照要求把控出料口與模板的間距,一般不能大于50 mm。
振搗時(shí),選取插入型振搗器,使振搗器的間距符合實(shí)際需求,按照慢拔快插的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,避免發(fā)生漏振[9,10]。初凝后迅速處置邊沿位置,確保膠合材料能夠充分發(fā)揮作用,提高混凝土構(gòu)件的品質(zhì)。結(jié)束混凝土作業(yè)后要定期進(jìn)行維護(hù),防止產(chǎn)生大面積裂縫,提高短肢剪力墻體的品質(zhì)。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)布置靈活、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用在高層住宅中。為保障短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的使用效果,應(yīng)保證設(shè)計(jì)方案與實(shí)際要求相符,最大限度發(fā)揮短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的作用,進(jìn)而提升施工質(zhì)量。