高层建筑剪力墙结构施工设计探讨
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【摘要】在城市土地日益紧张的今天更是得到了投资者的青睐。由于城市建设的需要各设计院和设计师的工作重点也有了较大转变。同时国家又调整了规范同时推出了相应的强制性标准。结合工程的实践，现就剪力墙施工工艺做一下分析总结。
【关键词】剪力墙；设计；施工工艺；加固
一、剪力墙结构适用范围
（一）框架-剪力墙结构是由框架与剪力墙组合而成的结构体系，适用于需要有局部大空间的建筑，这时在局部大空间部分采用框架结构，同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力，从而满足高层建筑的要求。
（三）框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。
二、剪力墙结构布置
（一）平面布置
（1）剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受，所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。1）矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；2）三角形及Y形平面可沿三个方向布置； 3）正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。
（2）单片剪力墙的长度不宜过大：1）长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济；2）剪力墙以处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，故剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长时，将形成低宽剪力墙，就会由受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时，应用楼板或小连梁分成若干个墙段，每个墙段的高宽比应不小于2。每个墙段可以是单片墙，小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8.0m，以保证墙肢是由受弯承载力控制，和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时，墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用，每个墙段作为一片独立剪力墙计算。
（3）剪力墙的数量要在方案阶段合理的确定，以对称，均匀，数量适当为好。
1）剪力墙的开间以6.0～7.0m的大开间，比3.0-3.9m的小开间，较经济合理，降低了材料用量，而且增大建筑使用面积。2）剪力墙结构的基本周期控制在 C——建筑物的总重力荷载。 若周期过短，地震力过大时，宜减少墙的数量。
（4）调整剪力墙结构刚度的方法有：1）适当减小剪力墙的厚度；2）降低连梁的高度；3）增大门窗洞口宽度；4）对较长的墙肢设置施工洞，分为两个墙肢。超过8.0m长时都应用施工洞划分为小墙肢。
（二）竖向布置
（1）剪力墙应在整个建筑的竖向延续，上到顶，下到底，中间楼层也不要中断。剪力墙不连续会造成刚度突变，对抗震非常不利。
（2）顶层取消部分剪力墙时，其余剪力墙应在构造上予以加强。
（3）底层取消部分剪力墙时，应设置转换层。
（4）为避免刚度突变，剪力墙的厚度应按阶段变化，每次厚度减小宜为50-l00mm， 不宜过大，使墙体刚度均匀连续改变。厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层。
（5）厚度变化时宜两侧同时内收。外墙及电梯间墙可只单面内收。
三、墙体最小厚度及配筋量
钢筋混凝土墙的厚度由墙体的轴压比及高厚比决定的，前者是考虑墙的延性要求，后者是考虑墙的平面外稳定性要求，要保证工程质量，使混凝土浇灌密实也是不可忽视的因素，从施工角度看，墙的厚度不能太小建筑抗震设计规范 （GB 50011-2001） 规定，三四级剪力墙的最小厚度为140mm，从有过的6层住宅剪力墙结构实例来看，采用双层配筋的140mm厚的墙体，钢筋容易走位，混凝土不易振捣密实。故不宜在整个建筑中大面积采用，对某些没有门窗洞口的短墙段，作为个别情况尚可考虑，如采用单排配筋，施工无困难。由于单排配筋不利于承受平面外的弯距，不利于混凝土的抗裂，故不宜采用于承重墙体
多层剪力墙结构中采用双层配筋的墙体，最小厚度不应小于160mm，高层剪力结构中，墙体最小厚度不宜小于180mm。在墙体配筋方面，多层和高层住宅剪力墙结构按计算多为构造配筋，理论上讲满足规范规定的最小含钢率要求是可以的，这也是住宅开发商向设计单位提出降低用钢量的根据，此问题涉及到结构安全度的考虑，如从结构的抗震能力、结构的耐久性，从长期的经济效益看，过多的追求降低用钢量指标，在技术经济综合比较中并非合理。
四、柱的加固和剪力墙的加固
经结构承载力验算，发现柱的轴压比不满足要求，需进行加固处理。柱采用从内到外包裹1层竖向碳纤维布和1层环向碳纤维布的方式进行加固。高度范围为底层地面到2层楼面梁底部。采用碳纤维片材缠绕加固混凝土柱可以约束混凝土的变形，从而提高混凝土的抗压强度，降低轴压比。柱的抗震加固必须采用封闭式粘贴并有可靠连接，当环向碳纤维布遇墙不能贯通时，应在墙上搭接200 mm，并设置宽200mm的压条。剪力墙的加固：剪力墙采用在墙端暗柱粘贴环向碳纤维布的方式增加剪力墙的抗压承载力，采用在剪力墙两侧粘压条贴竖向、水平和斜向交叉碳纤维布的方式增加墙体抗剪承载力。高度范围为底层地面到2层楼面楼板底部。纵向、水平和斜向交叉碳纤维布的宽度均为200 mm。
五、 混凝土的养护
国外由于开发了减少混凝土收缩的外加剂，所以其泵送流态混凝土的收缩变形能得到有效控制。但国内却缺乏类似的外加剂，虽然通过添加UEA等微膨胀剂，可从某种程度上减少混凝土的收缩变形，但由于UEA等的膨胀率指标是在水养14d的情况下获得的，如果养护条件跟不上，到其限制膨胀率会明显降低。实际工程中时常发生添加微膨胀剂后不但对防裂无效，反而使开裂更为严重，并产生后期强度倒缩等情况。如果按控制混凝土的收缩变形值为指标进行换算，则泵送流态混凝土的养护要求要相当于大体积混凝土。但实际上对大体积混凝土一般都能严格按规范规定的要求进行特殊养护，以控制混凝土的内外温差和收缩变形值， 但对泵送流态混凝土的养护，通常仍采用过去流动性及预制混凝土的养护要求.这是目前设计和施工人员容易忽视的一个关键因素。
六、大底盘结构中高层建筑部分的嵌固部位
按照现行规范规定当地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍时，可将地下室一层顶板位置作为上部结构的嵌固部位。一般的带有地下室的普通高层建筑均能满足上下侧向刚度比的要求。但是对于地下一层是大面积的停车库的高层建筑结构。虽然在进行计算的过程中因为计算公式的限制可以磺足上下侧向刚度比的要求。但如果就此在设计中将地下室顶板作为了上部结构的嵌固部位，对于框架结构。由于本身上部框架的刚度就较小，按照嵌固部位设计的地下室顶板在地震过程中也可以起到相应的嵌固作用；而对于高层部分是混凝土剪力墙的结构，由于混凝土墙本身的刚度很大。地下室部分的墙体又由于使用上的要求往往要开设较大的洞口，致使地下室有效墙体的数量减少，同时车库部分柱间距比较大，这都将导致高层建筑部分在地下室的局部刚度降低，使高层建筑不能再满足刚度比的要求。故而地下室顶板对高层剪力墙结构的侧向变形约束降低。使地下一层顶板不能起到嵌固的作用，这种情况下上部结构的嵌固部位就应设在基础顶面另外，由于地下一层有地下车库的存在，往往地下车库顶板上会有较厚的覆土，将使结构在此标高处出现楼板错层。因此对于高层结构的地下一层的墙体也应当有所加强，以保证地震作用下水平力的有效传递。
参考文献：
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[3]戴意君. 剪力墙结构中连梁设计[J]. 宁波工程学院学报 ， 2005，（04）