框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探討

吳鑫亮

（青海省土木建筑設(shè)計院有限公司，青海 西寧 810000）

引言

隨著我國建筑事業(yè)的發(fā)展，再加上人們對建筑安全的要求不斷提高，傳統(tǒng)單一的框架建筑施工方式存在一定的局限性，其施工方式和效果已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會建筑工程的發(fā)展需求，因此就要求有關(guān)的施工方式和技術(shù)要不斷革新。所以，為了保障工程施工質(zhì)量能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就要對建筑施工技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，提高框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工水平，以此來推進(jìn)現(xiàn)代建筑工程的質(zhì)量和水準(zhǔn)?；谝陨显?，進(jìn)行框架剪力墻結(jié)構(gòu)的研究和討論，對其在建筑工程施工中的應(yīng)用具有重要意義，為了不斷提升技術(shù)水平，該施工技術(shù)的不斷優(yōu)化和改進(jìn)就顯得尤為重要。

一、框架剪力墻特征

在建筑工程的施工環(huán)節(jié)中，框架剪力墻是在科學(xué)運(yùn)用了鋼筋混凝土的基礎(chǔ)上，替代了原本框架結(jié)構(gòu)的部分內(nèi)容，其應(yīng)力荷載承受能力較強(qiáng)，在建筑工程中科學(xué)運(yùn)用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，能夠有效的提升建筑空間的實(shí)用性?？蚣芗袅κ谴怪庇诘孛娴模瑥钠涫芰μ卣鱽砜矗绻淇箟盒阅懿蛔?，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的形狀發(fā)生變化，從其剛度特征來說，框架剪力墻結(jié)構(gòu)與普通框架結(jié)構(gòu)的受力程度是類似的，也是呈現(xiàn)一種相互作用的形態(tài)?？蚣芗袅χ饕梢韵氯齻€特征：

（一）受力特征

從現(xiàn)代建筑工程的施工來看，一般情況下都會采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)來進(jìn)行建造，能夠有效保證建筑體的質(zhì)量。采取這種施工模式的主要原因是：一方面框架剪力墻結(jié)構(gòu)的水平承受能力較強(qiáng)，在建筑框架發(fā)生彎曲或變形的情況下，框架剪力墻結(jié)構(gòu)也能夠伴隨其發(fā)生相應(yīng)的變化；另一方面在建筑施工中運(yùn)用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在地下樓層中很少出現(xiàn)其余建筑體發(fā)生位移的狀況。通過把這種施工模式與傳統(tǒng)的建筑框架進(jìn)行對比能夠得出，在建筑施工中合理應(yīng)用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，就會促使建筑能夠有效吸收不同的建筑剪力，同時，當(dāng)墻體與建筑框架之間完成了整體組合之后，就會對墻體產(chǎn)生的拉力產(chǎn)生更明顯的效果，也會對水平剪應(yīng)力的內(nèi)收作用更明顯。

（二）剛度特征

通常情況下，在建筑工程的建筑基地層面，使用框架剪力墻結(jié)構(gòu)的部分大約占到了1/4，這就意味著框架剪力墻與傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，都能夠有效地承受來自外界的力。從這一性質(zhì)出發(fā)，就能夠?qū)丶袅蚣苓M(jìn)行合理的劃分，特別是對其抗震等級的劃分，要求必須要科學(xué)和明確，確保建筑基地剪力墻能夠承受2/3的彎曲壓力，以此來保證建筑的質(zhì)量。

（三）抗震特征

在以往的建筑施工活動中，大多數(shù)情況下采用較多的就是單一框架結(jié)構(gòu)，由于這種結(jié)構(gòu)受到建筑墻體和施工材料類型等各方面因素的影響，導(dǎo)致建筑墻體和工程框架之間不能完成有效的銜接。除此之外，來自建筑剪應(yīng)力的壓力也會導(dǎo)致其抗震性能減弱。但是，將新型的框架剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用在建筑活動中，就能夠有效地將墻體和框架之間進(jìn)行充分連接，尤其是當(dāng)整個建筑受到來自不同方向不同大小的剪應(yīng)力時，整體建筑都能對其進(jìn)行合理的分散，有效地承受這些力量，能夠增強(qiáng)其對振動能量的吸收力，促使抗震性能不斷提升。

二、方案階段應(yīng)用

裝配式建筑因當(dāng)?shù)?0%預(yù)制率或60%裝配率的要求，其中裝配式框架結(jié)構(gòu)常規(guī)預(yù)制方案的構(gòu)件類型有預(yù)制柱、預(yù)制疊合梁、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯、預(yù)制外墻等。預(yù)制方案組合也有多樣性，所以項目前期可借助BIM技術(shù)建立初步方案模型，分析方案可實(shí)施性，并從模型中直接導(dǎo)出構(gòu)件尺寸清單，通過對比得到本項目的構(gòu)件尺寸是否符合模數(shù)化及標(biāo)準(zhǔn)化要求，從而進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)布置。結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，裝配式框架建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的關(guān)鍵在于模數(shù)化，標(biāo)準(zhǔn)化柱網(wǎng)基本決定預(yù)制疊合梁和疊合板的布置方式、種類及數(shù)量。平面布局采用縱橫向軸網(wǎng)對齊的標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)尺寸，同軸線的柱截面采用相同截面，奠定裝配式建筑設(shè)計的基本模數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化柱網(wǎng)使樓板跨度和開間盡量相同，使預(yù)制柱、梁、板的種類大大減少。預(yù)制構(gòu)件截面尺寸標(biāo)準(zhǔn)化有利于提高預(yù)制構(gòu)件模具的通用性，提升經(jīng)濟(jì)效率，同時可減少圖紙出圖量；相同截面尺寸的預(yù)制構(gòu)件盡量采用相同配筋，鋼筋歸并通常遵循大直徑、少根數(shù)的原則，方便模具加工，有利于提高鋼筋加工精度，減少累積誤差，有利于整體PC化快速建造。在確認(rèn)項目軸網(wǎng)布置及初步結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，通過采用BIM技術(shù)創(chuàng)建的項目初步模型，如使用設(shè)計軟件建立框架結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)預(yù)制率要求，在模型中指定需預(yù)制的梁柱為預(yù)制梁柱屬性，同時還有預(yù)制板屬性，按照計算方法中的原則進(jìn)行模型拆分，當(dāng)BIM模型中的信息完成后，可通過該軟件直接生成成本、預(yù)制率計算表和方案拆分圖。這樣可大大提高預(yù)制方案效率，同時可利用BIM模型可視化特點(diǎn)，通過三維視覺表達(dá)，分析拆分方案利弊，進(jìn)一步完善拆分方案。

三、優(yōu)化措施分析

（一）完善鋼筋工程，保證施工基礎(chǔ)

鋼筋工程在框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)中屬于基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，只有鋼筋工程能夠達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)施工才能夠得到有效保證。首先，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)把材料關(guān)。鋼筋工程中離不開鋼筋材料的運(yùn)用，只有投入使用的鋼筋質(zhì)量合格，才能保障施工質(zhì)量。因此，在開展鋼筋工程施工前必須在材料選擇、存放等予以重視，即選取的鋼筋材料規(guī)格必須與工程設(shè)計相同，不能隨意進(jìn)行更改，否則會降低施工質(zhì)量。材料質(zhì)量不僅要符合行業(yè)規(guī)范和國家標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)當(dāng)能夠在強(qiáng)度、抗震性方面滿足設(shè)計要求，便于在框架剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剛度變化時也能對建筑結(jié)構(gòu)予以有效地支撐，避免產(chǎn)生安全問題。材料的存放要依照具體情況采取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止在存放期間產(chǎn)生質(zhì)量變化，例如，對于比較潮濕的環(huán)境，入場后的鋼筋材料在存儲區(qū)域中應(yīng)提前布置好墊塊，便于與地面直接接觸，而且還要利用篷布等覆蓋表面，避免與空氣中的水分直接接觸產(chǎn)生氧化問題。其次，對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)梁柱，可以借助計算機(jī)模擬的方式繪制出相應(yīng)的位置，并對具體施工方案予以確定，避免產(chǎn)生不必要的問題，提高施工效率。最后，重視施工工藝。由于鋼筋工程中能夠運(yùn)用大量的鋼筋材料，必須采取必要防范措施提升整體穩(wěn)定性，比如對不同鋼筋要執(zhí)行箍筋環(huán)節(jié)，運(yùn)用鋼絲、定型模具等對各個節(jié)點(diǎn)及時進(jìn)行綁扎，保持良好的穩(wěn)固狀態(tài)，避免后續(xù)施工中出現(xiàn)位移、變形等問題。同時，鋼筋連接工藝時也要依照具體情況予以選擇，比如，對于未處在受拉區(qū)域且直徑小于22mm的鋼筋，可以利用綁扎予以實(shí)現(xiàn)，但是要在綁扎距離上提出嚴(yán)格要求。若鋼筋直徑較大，可以采用焊接、螺栓等方式進(jìn)行連接。采用焊接時，施工人員要重視焊接工藝、工序和質(zhì)量，必須達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠達(dá)標(biāo)，否則不能予以運(yùn)用。

（二）重視混凝土工程，提升全面質(zhì)量

混凝土工程是實(shí)現(xiàn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的必要手段，也是施工質(zhì)量的重要保證。（1）重視材料關(guān)卡?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)離不開混凝土材料的質(zhì)量，所以，先要重視混凝土材料選取環(huán)節(jié)的工作。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行深入地解讀，明確混凝土材料的具體要求并予以有效地控制，才能從根本上保障材料環(huán)節(jié)。比如，采購人員明確具體規(guī)格的混凝土材料后，應(yīng)當(dāng)在市場中選取與其相同的材料，杜絕使用類似或低劣的材料，否則會嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。同時，不僅要選取合適的材料，還要在材料的配比方面予以全面地控制。例如，水泥作為混凝土中的必要材料，其具有較強(qiáng)的水化熱特性，也會對加工后的混凝土材料質(zhì)量產(chǎn)生影響，由此可知，混凝土調(diào)配環(huán)節(jié)必須要根據(jù)施工設(shè)計要求選取正確的材料，并添加合適的配比及用量，才能在試驗階段確定混凝土材料的強(qiáng)度、抗震性等。（2）開展準(zhǔn)備工作?；炷琳{(diào)配完成后并不能立即澆筑，需要進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作，也就是對工程的水電預(yù)埋件、鋼骨架等隱蔽工程部分的安裝施工、固定情況進(jìn)行詳細(xì)地檢查，確保不會產(chǎn)生位移、變形等問題。（3）注意澆筑過程。由于混凝土材料和框架剪力墻結(jié)構(gòu)都具備較強(qiáng)的特殊性，澆筑混凝土?xí)r，必須要采取切實(shí)有效的方式。例如采取分層澆筑的方式，也就是澆筑達(dá)到特定高度后再執(zhí)行下一層，而且澆筑的順序也要予以充足地重視，等級較高的柱頭要先澆，梁板則在其后進(jìn)行。澆筑過程中應(yīng)當(dāng)及時利用振搗棒等設(shè)備進(jìn)行振搗，要注意的是，振搗方式必須遵循“快插慢拔”的原則，而且振搗的深度可以根據(jù)設(shè)計要求予以增加，充分發(fā)揮振搗施工的作用，清除其中包含的浮漿或氣泡。同時，混凝土澆筑過程中還要注意運(yùn)用減水劑等添加劑控制材料溫度，增加混凝土凝固時間，有效地避免產(chǎn)生裂縫的隱患。

結(jié)語

總之，隨著社會科技的不斷更新，對于建筑施工的有關(guān)技術(shù)的要求也越來越嚴(yán)格，框架剪力墻結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化而得到廣泛應(yīng)用的，其滿足了我國當(dāng)前的施工需求，可以有效提高施工的效率和質(zhì)量，從而保證施工單位的和經(jīng)濟(jì)效益以及產(chǎn)生較高的社會經(jīng)濟(jì)收益。因此，對框架剪力墻的特征以及應(yīng)用進(jìn)行分析具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，確保其能夠在施工前和施工中都能發(fā)揮作用，提高建筑工程的質(zhì)量，保證其使用壽命，為社會創(chuàng)造更高的收益。