剪力墙结构高层建筑施工技术探讨

2022-09-21 16:44:39 来源:写作指导

[摘要]剪力墙结构是当前高层建筑的建造过程中,普遍使用的结构。随着城市化进程的不断推进,高层建筑层出不穷,为解决高层建筑的安全性和稳定性,提高高层建筑使用年限,本文对剪力墙结构的高层建筑的特点、受力特点等内容进行研究,提出控制测量、钢筋、混凝土等高层建筑施工技术,希望可以对剪力墙结构高层建筑施工技术的应用提供相关参考。

[关键词]剪力墙结构;高层建筑;施工技术

现代高层建筑多采用剪力墙的结构,这一结构保证了建筑主体的稳定性和安全性。从组成原料方面来说,剪力墙结构主要由钢筋和混凝土结构两部分组成,在城市规模不断扩大的过程中,建筑工程量也不断增多,各种形态的摩天大楼林立于城市中,不仅成为城市的重要标志,也为城市增添了独特的风采,高层建筑结构的首选结构是剪力墙,其稳定性和安全性高,且抗震效果绝佳,广泛应用在建筑建设中。为满足现代建筑的设计感,很多高层建筑不仅高度突出,且外形主体设计难度也大大增加,剪力墙架构与传统建筑结构相比更加灵活,可以更好地满足现代建筑的设计要求,也可以满足建筑设计的安全性,高层建筑应用剪力墙结构,不仅保证了建筑物的稳定性,也节省了建筑材料,有效控制了高层建筑的施工成本,经济效益极高。

1剪力墙结构概述及其受力特点、变形特点

1.1剪力墙结构概述

剪力墙是新时代的建筑主体结构,是钢筋和混凝土结构的有效结合,可以承担各类荷载引起的内力,对结构引起的水平力可以有效控制,同时还可以承受竖向结构力,剪力墙结构在高层房屋建设中的运用十分广泛。剪力墙结构可以纵横向承重结构力,墙体处于建筑物中会形成一种有效抵抗水平作用力的结构,同时还可以实现对空间的有效分割,其墙体和房屋的高度相等,从地面基础到屋顶可以高达几十米,或者上百米;墙体宽度要结合整体平面的情况设定,一般其宽度在几米到十几米之间。墙体的厚度较薄,一般墙体的厚度在160~300mm,剪力墙自身平面所产生的抗侧移力量较大,所以,在实际的建筑施工中,将水平方向上的作用力通常分到剪力墙上,进而实现作用力的平衡,保证建筑结构的稳定性和安全性[1]。对高层建筑施工中,运用剪力墙结构,不仅可以降低施工成本,也可以有效控制施工质量,所以在实际的施工中,施工人员要充分掌握剪力墙的施工技术,才能提高建筑的施工质量。

1.2剪力墙结构的受力特点

剪力墙能够承受水平和竖向的作用力,进而实现主体结构的稳固性,它是由混凝土和钢筋共同承担压力的,可有效地缓冲竖向和水平的压力,进而达到抵御外部作用力的目的,高层建筑施工中剪力墙结构的应用十分广泛,有效解决了施工中的各种问题。剪力墙有不同的应力特点,也正是由于剪力墙的这一特点,保证了其在空间结构的应用效果,满足了很多建筑的建设要求[2]。在水平作用力的影响下,建筑结构发生剪切变形,当建筑楼层不断增高时其结构的水平作用力也会相应降低,当墙体发生形变时,楼层的水平位移也不断加快,所以剪力墙的水平作用力和楼层成正相关。当水平作用力加大时,剪力墙和框架受到的水平作用力一样,产生的形变程度也一样,继而保持了受力的平衡,保证了建筑主体的稳定性,在设计剪力墙时,通过对墙体和钢筋结构的相互作用力的计算,可以干预其受力的距离,进而保证墙体和结构的受力程度处于安全范围内,使得墙体和结构的受力均匀,最终保证了建筑主体的稳固性。

1.3剪力墙结构的变形特点

受到水平作用力时,剪力墙和结构的作用力存在一定程度的差异,从变形特点来看,结构主要向着剪切开进侧向变形,而剪力墙主要向着弯曲开进变形。由此可见,剪力墙和结构的受力不同,但是在整体结构的融合下,墙体和结构有效地融合在了一起,形成了剪力墙特有的变形特点。这主要是因为钢筋楼板存在较大的刚度,所以同一楼板处会形成相同的位移,剪力墙结构变形特点呈现反向S形;在位移力量的影响下,墙和结构的表现相反,对比之下,墙体的位移较小,其会控制结构的位移,进而实现了结构的稳定性。

2剪力墙结构设计中的要点

在剪力墙的设计中,应该注意以下要点,才能满足建筑的设计需求,进而提升建筑结构的稳定性和安全性。在剪力墙的结构设计中,连梁超筋是常见的问题之一,会影响整体结构的稳定性,要处理连梁超筋问题,就要在设计中规范处理,连梁超筋问题会影响剪切变形,导致主体的稳固性降低,所以在结构的设计中应该规范应对剪应力,处理连梁超筋问题一般可以结合以下方法进行调整;第一,通过结构设计优化,在结构内力计算前就对连梁超筋问题予以解决,通过折减保证其设计的合理性,提高建筑结构主体的科学性;第二,要优化设计,也可以在内力计算后处理连梁超筋问题,一般是将连梁的弯矩和超筋进行折减处理,从而保证设计的合理性,提高结构的稳固性。在处理连梁超筋问题时,不管应用何种处理方法,都应该站在整体结构之上,应该充分保证建筑结合的完好,并要考虑到地震因素对结构的影响,在处理连梁超筋问题时,不能破坏连梁。另外,尽量控制连梁的截面,减少连梁高度,以达到减小结构内部作用力的目的[3]。在处理连梁超筋问题时,应该对建筑主体的破坏程度进行分析,当没有影响时,可以计算出在受到地震因素影响后该连梁的情况,应该对结构内力进行二次计算和分析,通过首次计算和分析对比后,选择更加合理的连梁超筋铰接方法,以减少超筋问题对墙体的破坏程度。

3剪力墙结构高层建筑施工技术

3.1控制测量施工技术

控制测量施工技术是高层建筑剪力墙结构施工的基础,控制测量施工技术是要设计好建筑物的中轴线,以中轴线为中心用轴线控制测量施工,以保证测量数据的精准性。在测量施工中,主要要结合以下施工要点:第一,以建筑主体的某部分设计构造为标准,设置四根轴线;第二,根据轴线设置与其垂直的交线,并在建筑物旁边设置基准线,保证施工定位的精准性。控制测量施工技术保证了测量数据精准性,为高层建筑施工提供了技术保证,大大提升了施工的精准性和效率,在高层建筑施工中,如果对建筑结构的纵向差值设置不够精准,就会影响建筑整体的受压,导致测量不够精准[4]。所以,高层建筑施工中,要重视控制测量施工技术的应用,保证这一技术应用的合理性和高效性。值得注意的是,在控制测量施工中,要选择精准度较高的测量设备,同时要应用地面控制网,借助DJJ3型4级激光仪对轴线加以确定,然后利用仪器将轴线投射在基准线上,精准测量出距离,同时通过复核点得到精准的测量数据,才能为后期的施工提供精准的基础数据,保证施工的稳定实施,确保剪力墙结构施工的稳定性和安全性。

3.2钢筋技术

剪力墙结构的主体是钢筋和混凝土组成,所以钢筋处理技术是高层建筑施工中的关键技术,在剪力墙结构施工中,要应用大量的钢筋材料,为保证钢筋技术应用的高效性。由于剪力墙结构施工中所用到的钢筋数量大,且钢筋在规格和形态上有着较大的差异,因此剪力墙结构施工中,要加大对钢筋密集处的安装和处理,并要做好浇筑,才能保证钢筋和结构的融合性,保证剪力墙结构的稳定安全。一般在剪力墙结构施工中,主要有以下钢筋技术应用要点:第一,钢筋的固定,在组建钢筋框时,要加大固定力度,首先要结合实际施工情况,在此基础上制作好定型模具,并对模具进行合理的加工,精准确定好准柱筋框的位置,对钢筋进行固定,在控制钢筋的过程之中,可以用竖向或者水平的墙体梯格筋进行控制,应用这一工具可以有效控制钢筋位移的问题;第二,确定钢筋的梁柱节点,在高层建筑施工中由于施工中用到的钢筋数量大,在施工中对钢筋密集处的控制往往不足,所以高层建筑施工中往往会出现密集梁柱节点,在处理这一问题时,要在施工前利用计算机对钢筋分布情况进行绘制和放样,然后参考绘图对模板控制,这样可以有效避免这一问题,大大提升了钢筋施工的效率。

3.3模板技术

剪力墙结构施工中要合理地应用模板技术,要保证模板技术应用的高效,要注意以下施工要点:第一,内外模板的设计。模板技术的应用在于前期的配板,在配板时要合理控制内外模板的长度,一般要保证内侧模板要稍稍短于外侧模板,且要保证内外侧模板长度差的合理性,内外侧模板的长度差一般要控制在240mm上下,这样才能保证模板配板的合理性。另外,模板施工中,支模环节也十分重要,支模时为了保证其效果,可以参考已经浇筑过的墙体,并将其紧贴在墙体上,同时对墙体实施保护,以防刮蹭到墙体,可以将海绵垫在墙体和模板中间,可以实现对墙体的保护;第二,内侧模板的固定。在固定内侧模板时,浇筑过程中可能会出现模板移动的问题,模板移动可能会影响定模的准确性,要解决模板移动的问题,可以在内侧模板放置较短的钢筋头,借助钢筋头实现模板的控制,保证了模板施工的效果;第三,控制墙模与楼板的紧密性。在应用模板技术的过程中,可能会出现漏浆问题,漏浆问题会影响施工,所以在浇筑过程中为了提升模板的稳定性,保证施工效果,可以用砂浆或者的水泥填充施工缝隙,以控制漏浆问题,提升模板施工的整体质量[5]。

3.4混凝土施工技术

剪力墙结构施工中混凝土施工技术是最为关键的技术,也是剪力墙结构施工中最常用的技术,混凝土施工技术决定了结构施工的质量,影响着结构施工的稳定性和安全性,同时由于混凝土的特殊性,混凝土的质量也与施工强度、质量有着紧密的关联。在剪力墙结构施工中,混凝土施工技术的应用主要应注意以下问题:第一,严格控制混凝土的质量,做好混凝土质量的检查工作,在初期的混凝土采购环节就要做好混凝土质量的检查,严禁不达标混凝土进入施工地,同时对混凝土原材料的含沙量、石子标配也要进行检查;第二,控制好混凝土的配比,要结合施工强度,按照施工比例调配砂石和水泥等,保证混凝土配比合适,才能有效预防混凝土分崩离析的问题;第三,对于混凝土的振捣,要确保振捣频率和强度,结合施工标准进行振捣,保证混凝土的强度,尤其对边角区域的振捣要选择合适振捣棒,才能保证振捣的高效,振捣中要遵循快插慢拔的原则,才能提升振捣效果,要保证振捣的均匀性,避免漏振或者振捣过度问题的出现,才能提升混凝土的浇筑质量。同时为了保证混凝土的坍落度的合理性要对这一数值进行检测,才能控制振捣工作的质量,在混凝土搅拌环节,应该充分搅拌,保证搅拌的强度。

4剪力墙结构施工质量控制策略

4.1做好施工开展中的选材工作

剪力墙是由钢筋和混凝土组成,因此,在剪力墙结构施工的过程中,为保证剪力墙结构的质量,则需要做好钢筋和混凝土等主要原材料的选材工作。对于混凝土而言,则要做到即拌即用,尽可能地选择质量高的混凝土用于剪力墙的浇筑;对于钢筋而言,不仅要注重选材工作开展中钢筋的规格、型号跟设计相符合,同时还要注意钢筋的抗剪和抗弯能力达标,同时还要注意钢筋在加工过程中的加工技术以及是否有破损。为了切实地把好主材的质量关,则需要做好进场的验收工作,力争让合规合格的高质量主材用于剪力墙结构的施工。施工过程中的每一项主材都关系到整个结构的质量和安全,切实做好主材的选材,让整个剪力墙结构真正达到高质量、安全以及稳定。

4.2做好施工过程中的模板控制工作

模板技术是确保剪力墙成型过程中是否做到精确成型的主要技术,在剪力墙结构施工的过程中则需要做好施工过程中的模板工作。首先,尽可能地选择不容易变形的模板用于施工,市场上用于工程施工的模板多种多样,只有选择高质量的模板,这样既可以保证模板最大限度地发挥作用,也可以减少施工过程中的材料消耗;其次,在模板的安装过程中,为了让模板的安装位置准确,在每一道工序完成之后,需要进行二次校核,校核的依据则是施工图纸,完全按照图纸施工,从而来确保模板技术的有效实施,以及剪力墙结构的准确施工;最后,要切实做好模板的固定工作,则需要选择固定性能强的措施来对模板进行固定。从方方面面做好施工过程中的模板控制工作,让剪力墙在施工的过程中精确成型。

4.3做好混凝土浇筑过程中的蜂窝控制

混凝土不仅关系到剪力墙结构的质量,同时也关系到整个结构物的安全性和稳定性,因此,做好混凝土浇筑工程中的控制工作至关重要。而蜂窝是混凝土浇筑过程中最常出现的问题,需要做好蜂窝控制,这就需要在混凝土浇筑的过程中,不仅仅要做好各个细节处的振捣工作,还要采用分层浇筑的方法,保证浇筑质量,浇筑施工不能中断,要保证浇筑施工的连续性,如果无法达到连续性浇筑施工,应该尽量控制浇筑中断时间。在浇筑施工完成后,要重视混凝土的养护工作,通过洒水和铺草垫等措施达到保养混凝土的效果,一般在高温时期进行洒水,在低温时期在混凝土上铺设草垫予以保温,以提升混凝土的质量。

5结语

综上所述,剪力墙是当代高层建筑中应用最为广泛的结构,在实际的应用过程中其技术的应用十分关键,为了提升建筑结构的稳定性,应该结合剪力墙结构施工的整体特点推动施工,才能提升剪力墙结构施工的质量。当然,随着时代的发展各种技术不断推出,在施工的过程中也要与时俱进,及时采取新的技术用于剪力墙的施工,让其结构更符合设计要求。

作者:张凡 单位:兰州新区城市发展投资集团有限公司