高层建筑型钢混凝土结构剪力墙施工技术探析构建

文／曾龙、张坤、程新举 中建筑港集团有限公司 山东青岛 266000

1、框架剪力墙概念分析

框架剪力墙的概念主要是指，在框架结构的基础之上对结构承重体系进行一定的优化与设计，并保障框架结构的过梁在与柱体连接之后能够形成所需要的框架，进而能够更好地对建筑结构的压力进行分担，并且具有一定的围护以及分隔作用，针对这种类型的结构。在进行布置的同时具有灵活且较强、高效等优势，并在框架结构当中由于节点应力呈较为集中的状态，这也可能导致侧向的刚度变得更小，无法适应高层建筑的施工需求，高层建筑对于实用性的要求非常高，这也是建筑工程施工领域的未来发展趋势，针对这一问题相关的设计人员需要对传统的框架结构进行创新与升级，才能最大程度地保障框架结构的安全稳定性。剪力墙结构主要是通过剪力墙等结构进行组合，需要承受横向荷载力与纵向荷载力两个方向，此项结构能够最大程度地实现建筑空间更加宽阔，保障整体室内空间的舒适度。也是高层建筑施工环节中非常关键的一项施工技术，型钢混凝土结构剪力墙技术具有抗压能力强、承载能力强等优势，在高层建筑施工当中得到了广泛的应用，但由于型钢混凝土结构对于施工技术的要求相对较高，相关施工人员需要不断的提升技术能力，以此来提升个人能力，确保施工技术能够满足建筑施工的要求，全面控制工程质量确保施工环节能够更加顺利。但同样剪力墙结构也存在着一定的问题，由于灵活性相对较差拆除工作相对较难，并且无法在空间内自由地进行安置，这也在无形之中加剧了施工难度。框架结构剪力墙作为一种新型的结构，需要充分的结合框架结构以及剪力墙结构的优点进行结合，才能做到优势互补的局面，实现自身承载力的提升同时也能够提供建筑结构的灵活性，在实际操作过程当中会更加的便利。

2、剪力墙在水平荷载作用下的主要特征

2.1 在受力状态方面

框架承受的水平建立逐渐减少并沿高度方向上受力比较均匀，各个层梁以及柱弯矩值有所减小，而沿高度方向上的各个层面的柱弯矩值差距也会有所减少，并且在数值上也会出现相似的状态。

2.2 对于形变方面

单独的剪力墙在水平荷载力的影响下也会出现变形或弯曲现象，其位移的水平线也呈剪力形，位移的曲线呈剪切型。当两者处于同一体系当中时，可以通过楼板协同工作进行调整，剪力墙的框架结构体系的形变多半情况下呈弯剪型。在变形和受力特点的分析当中，剪力墙机构的整体刚度和承载力框架结构有了明显的提升，在水平荷载作用下使整体空间变形现象有所减少，因此也减少了非结构构件所产生的破坏，无论在地震区还是非地震区的高层建筑当中，剪力墙结构得到了全面的应用。

3、框架剪力墙结构建筑施工技术分析

3.1 钢筋工程施工技术分析

钢筋材料作为框架剪力墙施工当中的主要施工材料，所需的钢筋工程施工对于提升建筑施工质量发挥着重要的意义。钢筋工程的施工分析能够从多个方面进行深入，在钢筋工程施工的时候需要提前对捆筋框进行固定，为了避免钢筋出现位移现象，全面提升钢筋框架的整体稳定性不受外界条件的影响，通常要使用定型模具对钢筋结构进行固定，以此来避免钢筋位移问题的出现，并且在对钢筋结构进行焊接的时候对于直径较大的一些钢筋则应该在搭接的过程中利用电渣压力进行焊接工作，才能避免过大结构的钢筋存在焊接不稳的问题。其次在钢筋搭接的同时，对于直径过小的钢筋可应用绑扎式方法来进行连接，并且要准确地把握好钢筋之间的距离。随着高层建筑的逐渐增加，所需的钢筋数量也越来越多，由于钢筋结构之间的节点越来越多，在施工当中应格外地注意梁柱的节点和位置顺序，确保钢筋结构当中的梁柱节点相对均匀，并且施工人员在施工当中应严格地按照图纸进行施工，确保每一个钢筋框架结构的施工要求相符，实现工程质量的改善与提升，有效地提升整体施工效率。

3.2 模板工程

在模板工程施工环节中，需要格外的注意以下方面的问题：

（1）进行模板配对操作时，需要保障外墙模板与内墙模板长度配比合格，通常会要求外侧模板的长度要比内侧模板长20-30cm 左右，这也是非常关键的一项要点。

（2）施工之前需要对内模板进行固定，在具体施工过程当中容易受多个方面的因素影响，在内侧模板与模拟墙根的移动过程中出现隐患。当出现移动现象的同时也会直接影响到模板工程施工的准确性。为了解决这一问题可以通过移动内侧模板的位置或者设置短筋接头的方式来进行施工，优化内侧模板规定才能避免位移现象的再次出现。

（3）要保证墙体模板与楼板位置连接的紧密性，才能避免在施工当中存在漏浆的现象。由于模板是在现场进行拼接安装的，必定会出现接缝的现象，为此可利用砂浆或者海绵完成填充工作，如果选用海绵作用填充材料也应当首先考虑海绵的吸收膨胀性，并留有一定的空间。

（4）对墙模的吊装环节进行控制。此项环节的施工项目相对比较复杂，为了最大程度的实现精准性和稳定性保障施工效果，应在白天光照条件好的情况下进行，才能避免在吊装环节中导致模板与钢筋进行碰撞，在确保吊装位置的准确性的同时也提升了美观性。

（5）型钢柱安装施工技术

首先型钢柱需要找厂家进行定做，并按照厂家所提供的质量报告做好后期的检验工作，只有这样才能确保质量达标。并在安装的准备阶段，应结合具体的设计需求来进行，将钢柱以体积分成多个阶段，上下层的柱段接头的位置应处在剪力最低处，并在楼板上留出多个工作面，为后期的型钢柱安装做好深度的把控，将其生根在承台，并对其进行稳固处理，并在承台位置进行混凝土浇筑和底板式样，积极的做好控制线位置和钢柱基地板标进行控制，并将控制点的植筋位置进行焊接处理，从钢柱的外边缘挂线对直接垂直度进行控制，并利用钢砌块对位置偏差进行校正，将焊接缝底铁和板凳面进行混凝土浇筑，确保封闭性和振捣效果达到最佳效果，确保型钢柱的安装施工技术能够顺利地进行下去，全面提升型钢柱的安装施工技术质量。

3.3 施工混凝土

在对施工材料进行选择的时候，要科学地进行混凝土材料的选择。通常情况下如果选用砂石过多的材料，也可能会直接影响到混凝土结构自身的固结性，进而影响施工的整体质量导致抗拉伸功效的降低，进而在剪力墙工程施工当中出现裂缝现象。为此在进行材料配置的同时，要对材料的含砂量进行充分的控制。除此以外也要关注剪力墙的水化热情况。高层建筑在施工环节当中有着严格的施工要求，为此更应该选择一些水化热程度相对较堵的水泥材料，避免后期在施工当中受温差影响导致混凝土结构内外温差过大。并且在施工时期以特定的结构为基础来拟定施工方案。在剪力墙自身特殊结构之上对水泥凝固时间进行预估，实现剪力称重效果的提升。同时也要避免剪力墙出现后移现象，在进行水泥浇筑的时候，需要立刻进行振捣。在浇筑期间应保持均匀的混凝土灌注，避免出现局部塌陷或者隆起的问题。与此同时各个楼层之间的温度也会影响到剪力墙的拉应力，为此应将混凝土的温度适当的进行降低，确保有效地控制施工现场的地内湿度。

3.4 剪力墙结构混凝土工程施工质量问题控制措施

3.4.1 施工前技术和人员的准备

在施工之前需要提前做好准备工作，对于图纸以及工程施工流程和质量检验标准进行详细的明确，才能做好充足的准备来应对在施工环节可能出现的问题，在混凝土施工进行前应对施工方案进行技术交底工作处理，相关施工人员也要明确其施工技术和施工工艺，熟悉了解施工技术及其相应的质量标准，能够正确地处理混凝土的浇筑以及振捣工作，有效地提升施工质量。

3.4.2 剪刀墙混凝土蜂窝和孔洞质量控制措施

在墙体混凝土进行浇筑的时候，不仅要完善对现场的振捣工作，同时也要对混凝土进行分层浇筑处理，确保浇筑的高度要控制在40cm 左右的高度，并且要保持混凝土浇筑的整体连续性，如无法实现连续浇筑的时候，在作业过程中所产生的间隔时间不要超过2h，通过将浇筑与振捣工作的相互结合，能够有效地提升每层混凝土的密实度。并且在浇筑的过程当中对于墙体重点部位需要进行严格的质量控制，确保施工质量能够达到相应的标准与要求。

3.4.3 剪力墙混凝土离析质量控制措施

为了能够有效地保障混凝土墙体的坍落度，更应该严格的对混凝土配比进行优化，对混凝土的坍落度进行准确地检测，确保其达到相应的规范要求并且要符合实际要求。在墙体混凝土施工过程当中，确保振捣工作的均匀性，才能减轻漏振和过分振捣现象出现，全面提升混凝土的密实性，有效地实现混凝土浇筑质量的提高。

4、钢板剪力墙特点分析

剪力墙由于抗震性强较强被广泛地应用到建筑施工领域当中，与传统的混凝土剪力墙结构而言，自重较大成为剪力墙施工结构最明显的特点，因此在施工环节需要对荷载力量进行有效地保障，剪力墙结构的应用为我国建筑领域的创新提供充足的支持，完整地进行施工顺序如图1。

图1 钢板剪力墙施工顺序图

在现代化的建筑施工当中，剪力墙的特点有多种表现形式，相对于传统的混凝土墙体结构而言，剪力墙的整体厚度相对较薄，这也是剪力墙比较突出的优势，能够确保施工质量的同时实现对建筑空间的高效利用，其次对于混凝土结构墙而言，剪力墙的整体重量较轻，能够实现有效的减负目的。剪力墙延展性较强也是非常明显的结构特征，并且也能够在一定程度上实现对结构抗震性能的提升。通过长期的应用与实践剪力墙的优势得到了全面的提升，但在实际工程施工当中依旧存在着一些问题。其中技术能力不够成熟也成为了主要的问题原因，导致在施工过程当中无法避免问题的出现，也无法发挥剪力墙结构的真正作用和积极意义。

5、钢板剪力墙施工难度分析

5.1 内外框架的连接问题

建筑的剪力墙结构需要承载着建筑物的水平剪力，因此在正式施工环节，需要提前对里外框架结构进行明确，以及结构的其余接部分，通常情况下会采用栓接以及焊接的模式进行连接。但在实际操作过程当中由于一些施工工人无法对剪力墙结构做出正确的判断，导致无法选择正确的连接方式，导致剪力墙结构的内外框架结构的连接处存在着问题，影响施工质量的稳定性，同时还会影响到剪力墙结构与整体性能，无法发挥真正的优势。

5.2 避免墙角附近应力过大

在钢板剪力墙施工当中，如果选用了焊接方式，在其余的四个部分可能会存在着较大的残余应力。导致在焊接过程当中钢板剪力墙结构受水平拉力的影响而使整体得到拉升。导致其余四角的周边拉力有所增加。因此在施工工作的开展之前需要充分的考虑对应力的处理。

5.3 边缘构件的设置约束

钢板剪力墙当中的边缘部件通常情况下可以分成两个部分，分别为阴影部分和非阴影部分。在进行钢板剪力墙结构设计的同时，阴影部分的拉筋配置拥有非常明确的设计要求，在施工的时候按照施工要就进行即可。但对于非阴影部分的设计却相对比较模糊，只是简单地提到了配值数，但在具体的拉筋配置当中缺少进一步的指示。因此在非阴影部分的拉筋配置当中需注意箍筋长短边的配比，最好控制在1:3 左右，避免偏差现象的出现才能保障边缘构件的设置更加合理。

6、钢筋剪力墙施工技术分析

6.1 钢板墙的结构设计

6.1.1 钢板连接方式的设计

一般情况下钢板剪力墙结构由内嵌钢板材料和体积相对较大的框架构成，但由于整体质量比较强安装工作比较容易，在以往的建筑施工当中，通常会选择双面焊接的方式来处理连接点，但由于双面焊接操作起来相对比较复杂，在使用过程中存在一定缺陷，导致钢板的内部空间不足，无法完整地实现焊接操作。但随着焊接工艺的不断创新，可以通过优化钢板结构的方式来减少因焊接工艺而产生的形变问题。不仅提升了焊接工艺的应用效率，同时也提升了焊接的强度。

6.1.2 钢板剪力墙分节设计

根据相关数据进行分析，在对钢板剪力墙进行焊接操作的时候，由于温度和应力问题的影响多半集中在焊接缝的两侧位置，并且在四角内也存在着应力残余，为了解决这一问题在对钢板剪力墙进行设计的时候，可以通过钢骨柱两侧的托座进行改善，逐渐拓展其宽度将两边翼位置的钢板材料进行焊接处理，分节焊接的方式不仅有效地提升了工作人员的整体施工效率，同时也避免了剪力墙出现不良的形变问题。

6.1.3 钢板墙连接板设计

为了连接钢板剪力墙结构当中的所有钢构件，则需要借助钢板进行施工。其中也包括对钢板墙的主体和钢骨柱等应用，为了能够最大程度地解决实际焊接过程当中的多余应力，在进行钢板焊接工作的时候，需要在工厂的内部进行处理。在进行接板连接设计的过程当中，为了避免形状的不出现变化，则需要严格的对焊接缝内侧的距离进行控制。与此同时也要控制钢骨柱的长度比例，当数值过大时应选择厚度为20mm 左右的钢板施工材料，确保钢板骨柱能够完整地进行对接，同时也要对连接部分的螺栓零部件进行固定连接，确保钢加固柱的整体稳定程度。

6.1.4 钢板墙预留孔设计

在钢板墙预留孔设计环节当中，为了有效地将剪力墙的截面尺寸控制在合理的范围之内，并且也要保持整体美观程度，通常会选择剪力墙爬模体系，并在钢板剪力墙的栓罗预留孔等部分进行设计的时候，需要对预留孔洞的尺寸进行准确的测量确保其精准程度，也能够满足钢板安装强度的具体需求。

6.2 钢板剪力墙加工制作

6.2.1 零件加工

在对钢板剪力墙的零部件进行加工的同时，通常情况下需要借助计算机进行三维放样处理，再利用数控技术进行下料，当完成零件的切割之后能够发现形变现象有所减少。才能最大程度地降低内应力。在利用计算机放样技术处理的同时，也要注意对断面的切割过程，尽量地保持平整光滑，并且切口处避免出现残留或者缺口的问题，在处理坡口位置的时候可以选择进口切割器等设备进行，假设零件出现了形变，可以通过油压机机型施工，也要进行样板检测。

6.2.2 组装前零件检测

在进行零件组装的时候，首先要对零件的各类数据进行计算测量，其中包括平面度、坡口设计以及垂直角度等等，并将测量的数据进行整合找到组装的中心点，再由专业的人员进行检测后再进行下一步操作。

6.2.3 墙板小合龙单元的施工零件

在划线的同时需要对各自的焊接收缩余量进行控制，并将下端口进行装配，将余量预留在上端口处。当整体进行装焊处理之后在进行端铣加工。在进行整体组装和焊接附件装焊处理时需要对施工小合拢进行组装设计，将整体进行焊接之后再进行处理。

7、注意事项

在进行施工之前应提前对信息进行掌握图纸的详细信息，并对钢板墙和钢骨柱之间的距离进行严格的控制，同时也要注意长度以及质量，确保测量足够精准之后再进行下一步的工作，一般情况下施工人员会通过测量尺对墙体的平整度进行处理，相关施工人员要做好对施工重点的检查工作，同时在焊接工作处理当中也要避免焊接的偏差现象，一旦发现要立刻停止同时也要进行超声波探测，在处理修复之后再进行正常施工。

结语：

在现代高层建筑设计当中，剪力墙技术已经得到了相关部分的认可与支持，并广泛地应用到了具体的施工当中，这不仅实现了建筑施工质量的提升，也实现了经济效益的增长，最大程度地提升了建筑结构的整体使用功能。在现如今的高层建筑型钢混凝土施工当中，剪力墙已经得到了充分的应用。建筑施工企业更应在施工过程当中重视剪力墙结构，能够实现工程质量提升的最终目标，实现企业经济效益与施工质量的共同进步。