剪力牆抗剪抗震的施工技術研究論文

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

關鍵詞：建築技術科學；框架剪力牆；施工技術

0引言

現代高層的剪力牆結構主要是由鋼筋和混凝土組成，由於高層建築物的自重大、質量要求高，而且在底部承受複雜的剪力和軸力等，所以底部剪力牆的抗震性能要求非常高。剪力牆又是整個建築承受荷載、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，透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，從而保證整個建築的質量安全。

1剪力牆的抗震性研究

1.1地震對剪力牆的影響

我國處於環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。在地震發生時，框架剪力牆結構的剪力牆承擔約80%的水平地震作用。但是剪力牆過少與過多都會影響到結構的抗震性能———剪力牆過少，將難以承擔地震時的水平作用，但剪力牆過多，又會加大地震的額相應作用。所以在設計時，根據抗震等級，如何優化剪力牆的數量，是一門比較高深的學問。即使剪力牆的設計按照“強剪弱彎”的原則設計，但是當一些強地震突發，地震力足夠大，造成剪力牆某一部位產生幾種破壞。因此剪力牆地段的變形和耗能水平必須成爲重點參考目標。

1.2剪力牆優化我們先研究一下

C60混凝土下，100釐米牆和150釐米牆以及牆內部是否安裝鋼板（3.5%的配置率）的軸壓比在使用C60級別混凝土以及牆厚100釐米時候，在樓層接近80層時，剪力牆的軸壓比已經超出了0.5，已經危及到了建築物的安全性。當增加牆體厚度到150釐米時，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，剪力牆的體積將會節約，減少建築面積，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，選擇最優的方案，即滿足安全使用和質量要求的前提下，儘可能同時滿足經濟性和外觀要求。一般情況下，可以透過增加牆體水平方向和豎直方向配鏡率來提升剪力牆的剪力牆的抗剪抗震力，但是這種方法成效有限。對於鋼筋混凝土剪力牆結構，其構件的受剪承載力的公式可以表示如下：Va=Vs+Vc+Vp其中：Vs爲鋼筋的貢獻大小；Vc爲混凝土的貢獻大小；Vp爲軸力對剪力的影響。Vs=Avfyds其中：Av爲水平方向鋼筋的鋪設面積；fy爲鋼筋的屈服強度；d爲剪力牆的開裂高度；s爲分佈筋的鋼筋間距。如果選擇斜方向佈置鋼筋，則應該是Vs=Avfyd（sin琢+cos琢）s，當sin琢=cos琢時，即鋼筋的`傾斜角度爲45°時，剪力牆的承載面積將大幅度提升，大約41.42%。內置鋼板的組合式剪力牆是剪力牆抗震性能優化的有效途徑，優化構件的承載力，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，從而有效提升剪力牆的抗震性能。

2剪力牆的抗剪性研究

2.1剪力牆抗剪性能研究現狀

雖然我國對剪力牆的使用已經非常普遍了，對普通的鋼筋混凝土剪力牆研究也很多，但是對於鋼板混凝土剪力牆的研究比較缺乏。在國內，研究鋼板混凝土剪力牆的學者孫建超等[2]、楊曉蒙等[3]和聶建國等[4]透過對不同剪力牆結構在不同情況下的試驗和研究，提出了內嵌鋼板混凝土牆受剪承載力的計算公式、透過研究內嵌鋼板混凝土牆的變形能力和耗能能力給出了鋼板含鋼率、分佈鋼筋配筋率等構造措施建議，以及發現了外包鋼板混凝土牆受剪承載力高、延展性大等特點。由上，已有的部分試驗不能完全反映牆體的剪切破壞性能，因爲在試驗中試件的最終破壞取決於牆底部的彎壓破壞。

2.2剪力牆抗剪性能的計算

在我國，計算剪力牆抗剪性能之前，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0.3fc時認爲是形成彎剪斜裂縫的條件；腹板中的主拉應力達到fc時認爲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佈鋼筋所承擔的剪力=剪力牆的抗剪承載力；④與單調加載的情況相比，反覆加載下的受剪承載力降低20%；⑤偏心受拉剪力牆的受剪承載力未進行試驗，根據受力性能，參照偏心受壓剪力牆承載力規律經摺減後給出計算公式[5]。在以上假定適用的情況下，鋼筋混凝土偏心受壓剪力牆斜截面受設計表達式如下：VW燮1姿-0.5（0.5ftbh0+0.13NAWA）+fyvAshSvh0鋼筋混凝土偏心受拉剪力牆斜截面受剪承載力設計表達式如下：VW燮1姿-0.5（0.5ftbh0-0.13NAWA）+fyvAshSvh0國外的剪力牆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剪力牆抗剪抗剪性能研究

剪力牆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係數和縱筋的作用，抗剪鋼筋的抗力可以採用桁架模型計算。混凝土強度指標採用其軸心抗壓強度的0.5次方較爲合理。

3剪力牆的施工技術

在研究完剪力牆的抗震性能和抗剪性能之後，我們討論剪力牆實際施工中的技術。

3.1高層剪力牆的施工特點

剪力牆的施工特點主要體現在以下幾點：①受自身的特點所決定，剪力牆在施工的過程中缺乏靈活性，對於一部分公共建築來說，難以滿足空間的佈局要求，這就需要在施工作業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樑和板的佈局稍加改動。對普通的剪力牆來說，採用建築結構矩形結構、L形結構和T形結構的同時，必須確保剪力牆的主軸是正交的佈局方式；當建築結構採用三角形結構或者Y形結構時，要沿着剪力牆的三個方向進行合理的佈局；當建築結構採用的是正多邊形、圓形或者弧形結構時，要採取沿剪力牆的方向進行環向佈局的方式。②在剪力牆結構的施工作業環境中，受剪力牆自身的長度因素的影響也要進行適當的處理。剪力牆必須根據實際施工作業情況來判定其大小、長短。③剪力牆的高度也必須要符合剪力牆自身的受力情況，確保抗震能力在設計和規定的範圍內。

3.2高層剪力牆施工技術要點

3.2.1高層剪力牆建築施工中的大模板施工技術要點

建築施工中的核心內容之一，就是大模板施工，它也是建築施工中的要點所在。大模板施工技術的好壞，對整個建築施工剪力牆的質量好壞有非常重要的影響，所以在大模板施工作業的時候必須嚴格按照質量要求進行施工作業。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，由於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並且精準地放線，剪力牆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———模板安裝工程作爲一項需要專項方案支援的的分部工程，其重要性不言而喻，它直接關係到後期混凝土澆築時的安全和混凝土建築完成後的外觀和質量，在組裝過程中要按照不同型號進行標號拼裝，然後對拼裝好的模板重新進行編號；在混凝土澆築之前，爲方便後期拆模和保證混凝土的質量，要在模板使用之前塗抹一層隔離劑，並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。內牆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，然後進行牆體模板的安裝。外牆模板安裝同樣也需要精密的技術支援，首先對門、窗、洞口和穿牆管等進行檢查，確保無雜物，有雜物的須清理乾淨，確保牆體內側模板的安裝完好無誤，然後在外牆進行腳手架或三腳架的安裝。施工過程要求技術精度高，避免出現漏漿現象，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，在澆築混凝土前，木模板應澆水溼潤，但模板內不應有積水；②模板與混凝土的接觸面應清理乾淨並塗刷隔離劑，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澆築混凝土前，模板內的雜物應清理乾淨；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、後橫向”，“先支後拆、後支先拆”，“先拆非承重模板、後拆承重模板”“先側板、後底板”，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牆體表面造成影響。

3.2.2高層剪力牆建築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築的剪力牆施工作業有着極其重要的影響，原材料的質量直接關係到建築工程的質量，所以在高層建築的剪力牆施工作業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築施工的要求。着重監管原材料進場，明確和嚴格實施原材料進場制度。再施工作業過程中一旦發現任何一種原材料存在有質量問題，就必須及時找出問題發生的原因並採取相應的管理措施，嚴禁不合格的材料進場或者繼續被使用。在施工中，尤其是高層的剪力牆施工過程中，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象。高層剪力牆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着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的焊接方式。

4結束語

現階段我國各式工程在剪力牆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生。本文透過對剪力牆抗震性能和抗剪性能的概述，以及對剪力牆施工技術要點的概括，闡述了剪力牆結構中每個細節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、節約成本，讓剪力牆在普通高層乃至其它應用剪力牆結構的建築中發揮其應有的價值[6]。

參考文獻：

[1]鍾文.鋼筋混凝土剪力牆抗震性能優化技術[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-混凝土組合剪力牆受剪性能試驗研究[J].建築結構，2008（6）：1-5.

[3]楊曉蒙.高強混凝土鋼板組合剪力牆抗剪性能試驗研究[D].中國建築科學研究院，2011.

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

[5]樑興文，文保軍，鄧明科，等.混凝土剪力牆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.高層剪力牆施工技術要點研究[J].科技創新與應用，2016（17）：246.