一、什么是剪力墻
剪力墻(shear wall)又稱抗風(fēng)墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。防止結(jié)構(gòu)剪切破壞,一般為鋼筋混凝土造。剪力墻分為分平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及抗倒塌能力,在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻。現(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時澆筑,整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中 ,由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成,筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體,其剛度和強(qiáng)度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。
二、結(jié)構(gòu)功能特效
概念和結(jié)構(gòu)效能
1.建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時,這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載,同時承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。
2.剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻,因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。
3,剪力墻結(jié)構(gòu)體系,有很好的承載能力,而且有很好的整體性和空間作用,比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力,因此,可建造較高的建筑物。
4.剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大,在水平荷載作用下側(cè)移小,其缺點(diǎn)是 剪力墻的間距有一定限制,建筑平面布置不靈活,不適合要求大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大,靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。
5.剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板,可以不設(shè)梁,所以空間利用比較好,可節(jié)約層高。
三、剪力墻施工方案
1、鋼筋綁扎:
1)將預(yù)留鋼筋調(diào)直理順,并將表面砂漿等雜物清理干凈。先立2~4 根縱向筋,并劃好橫筋分檔標(biāo)志,然后于下部及齊胸處綁兩根定位水平筋,并在橫筋上劃好分檔標(biāo)志,然后綁其余縱向筋,最后綁其余橫筋。如剪力墻中有暗梁、暗柱時,應(yīng)先綁暗梁、暗柱再綁周圍橫筋。
2) 剪力墻的縱向鋼筋每段鋼筋長度不宜超過4m(鋼筋的直≤12mm)或6m(直徑>12mm),水平段每段長度不宜超過8m,以利綁扎。
3) 剪力墻的鋼筋網(wǎng)綁扎。全部鋼筋的相交點(diǎn)都要扎牢,綁扎時相鄰綁扎點(diǎn)的鐵絲扣成八 字形,以免網(wǎng)片歪斜變形。
4) 為控制墻體鋼筋保護(hù)層厚度,宜采用比墻體豎向鋼筋大一型號鋼筋梯子凳措施,在原位替代墻體鋼筋,間距1500mm 左右。
5) 剪力墻豎向分布鋼筋可在同一高度搭接,搭接長度不應(yīng)小于1.2 laE;
6) 剪力墻分布鋼筋的錨固:剪力墻水平分布鋼筋應(yīng)伸至墻端,并向內(nèi)水平彎折10d 后截斷,其中d 為水平分布鋼筋直徑。 當(dāng)剪力墻端部有翼墻或轉(zhuǎn)角墻使,內(nèi)墻兩側(cè)的水平分布鋼筋和外墻內(nèi)側(cè)的水平分布鋼筋應(yīng)伸至翼墻或轉(zhuǎn)角墻外邊,并分別向兩側(cè)水平彎折后截斷,其水平彎折長度不宜小于15d。
7) 剪力墻洞口連梁應(yīng)沿全長配置箍筋,箍筋直徑不宜小于6mm,間距不宜大于150mm。
8) 混凝土澆筑前,對伸出的墻體鋼筋進(jìn)行修整,并綁一道臨時橫筋固定伸出筋的間距(甩筋的間距)。墻體混凝土澆筑時派專人看管鋼筋,澆筑完后,立即對伸出的鋼筋(甩筋)進(jìn)行修整。
9) 外磚內(nèi)模剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻鋼筋與外磚墻連接:綁內(nèi)墻鋼筋時,先將外墻預(yù)留的拉結(jié)筋理順,然后再與內(nèi)墻鋼筋搭接綁牢。
2、剪力墻采用預(yù)制焊接網(wǎng)片的綁扎:
1) 將墻身處預(yù)留鋼筋調(diào)直理順,并將表面雜物清理干凈。按圖紙要求將網(wǎng)片就位,網(wǎng)片立起后用木方臨時固定支牢。然后逐根綁扎根部搭接鋼筋,在搭接部分和兩端共綁3個扣,同時將門窗洞口處加固筋也綁扎,要求位置準(zhǔn)確。洞口處的偏移預(yù)留筋應(yīng)作成燈插彎(1:6)彎折到正確位置并理順,使門窗洞口處的加筋位置符合設(shè)計圖紙的要求。若預(yù)留筋偏移過大或影響門窗洞口時,應(yīng)在根部切除并在正確位置采用化學(xué)注漿法植筋。
2) 剪力墻中用焊接網(wǎng)作分布鋼筋時可按一樓層為一個豎向單元。其豎向搭接可設(shè)在樓層面之上,搭接長度不應(yīng)小于1.2l 。且不應(yīng)小于400mm 。在搭接的范圍內(nèi),下層的焊接網(wǎng)不設(shè)水平分布鋼筋,搭接時應(yīng)將下層網(wǎng)的豎向鋼筋與上層網(wǎng)的鋼筋綁扎固定。
3) 剪力墻結(jié)構(gòu)的分布鋼筋采用的焊接網(wǎng),對一級抗震等級應(yīng)采用冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng),對二級抗震等級宜采用冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)。
4) 當(dāng)采用冷拔光面鋼筋焊接網(wǎng)作剪力墻的分布筋時,其豎向分布筋未焊水平筋的上端應(yīng)有垂直于墻面的90°彎鉤,直鉤長度為5~10d(d 為豎向分布鋼筋直徑),且不應(yīng)小于50mm。
3、 模板支設(shè)
1)在框剪墻支模之前必須把基礎(chǔ)根部清理干凈鑿好地錨,清理干凈鋼筋上的混凝土,嚴(yán)格控制好鋼筋的質(zhì)量經(jīng)過檢驗合格及監(jiān)理驗收合格后進(jìn)行模板安裝。
2)模板支設(shè)前應(yīng)先確定好支;鶞(zhǔn)線,把預(yù)先拼接好的一面模板按位置線就位,然后安裝拉桿或斜撐,安塑料套管和穿墻螺栓,安裝模板時應(yīng)邊校正邊安裝,注意兩側(cè)穿孔的模板對稱放置,穿墻螺栓與墻模保持垂直。
3)模板單塊拼裝時,應(yīng)從墻角膜開始,向互相垂直的兩個方向組拼,并隨時注意加設(shè)支撐,保證模板穩(wěn)定。對于模板的加固,縱向用排列為300的四六方子,橫向用ф48的雙向鋼管加固,加固時蝴蝶卡要求上下垂直不超過3mm水平順直不超過5mm,上下水平拉線加固模板,確;炷翝补噙_(dá)到質(zhì)量要求。所用模板為新竹膠版,并經(jīng)過檢測合格后使用,完全達(dá)到澆灌振搗的荷載要求。
4)竹膠板經(jīng)過四六方子和ф48雙鋼管的加固,但對于垂直水平模板加固仍然存在隱患,因此必須對框剪墻雙面進(jìn)行斜拉支撐鋼管加固,框剪墻高度加固用鋼管支撐,加設(shè)水平桿,對斜支撐的角度一般要求不大于60,底部支撐增橫加固確?蚣魤こ藤|(zhì)量垂直度平整度符合規(guī)范規(guī)定。
5)為確保在澆筑框剪墻的砼時,不出現(xiàn)脹,F(xiàn)象。采取以下措施,對模板的加固及截面尺寸控制,每平方米9個對拉螺栓,對拉螺栓的要求是中心位置安裝塑料套管。框剪墻的截面尺寸用大理撐塊支撐,對于螺栓的割絲要求是Ф14的圓鋼割絲,長度每頭大于100mm。經(jīng)過試?yán)细窈蠓娇膳考庸どa(chǎn)使用,對于外接利用蝴蝶卡進(jìn)行固定,用不超過300寬的四六方子縱向排列加固。
4、混凝土澆筑
1)框剪墻澆筑應(yīng)采取長條流水作業(yè),分段澆筑,均勻上升。墻體澆筑混凝土前或新澆混凝土與下層混凝土接合處,應(yīng)在底面上均勻澆筑5cm厚與墻體混凝土成分相同的水泥砂漿或減石子混凝土。澆筑墻體混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,并在前層混凝土除凝前將次層混凝土澆筑完畢。
2)混凝土振搗時振搗棒應(yīng)距洞邊30cm以上,從兩側(cè)同時振搗,以防洞口變形,澆筑振搗完畢后,將上口甩出的鋼筋加以整理,用木抹子按標(biāo)高線將墻上表面砼找平。
3)混凝土振搗過程中,不可隨意挪動鋼筋,要經(jīng)常加強(qiáng)檢查鋼筋保護(hù)層厚度及所有預(yù)埋件的牢固程度和位置的準(zhǔn)確性。
4)砼的養(yǎng)護(hù)采用灑水養(yǎng)護(hù)法,每天至少4次對砼進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)過程中如發(fā)現(xiàn)遮蓋不好,澆水不足,以致表面泛白或出現(xiàn)干縮細(xì)小裂縫時,應(yīng)仔細(xì)加以遮蓋,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作,充分澆水,并延長澆水日期,加以補(bǔ)救。
5、模板拆除
砼養(yǎng)護(hù)到設(shè)計強(qiáng)度時拆除模板,拆模時先拆除斜撐,再自上而下拆掉穿墻螺栓及外楞,然后分層自上而下拆除內(nèi)楞及模板。每層拆除框剪墻板隔二層以上再拆除現(xiàn)澆面模板。
6、剪力墻產(chǎn)生裂縫的預(yù)防和治理措施。
(1)調(diào)整混凝土各組分。如采用高標(biāo)號水泥,減小水泥用量;盡量使用低水化熱的水泥;嚴(yán)格控制外加劑的品種及用量;砂宜采用中砂,保證石子級配良好,并嚴(yán)格控制砂石含泥量。
(2)拆模及養(yǎng)護(hù)。適當(dāng)延長剪力墻混凝土的拆模時間,并且拆模時不要馬上移走模板,而是先讓模板拆開一條縫隙作澆水養(yǎng)護(hù)用,從而改善混凝土的養(yǎng)護(hù)環(huán)境以達(dá)到控制墻體裂縫的目的。特別是預(yù)拌混凝土早期水化快,水化熱發(fā)展快,拌合物保水性強(qiáng),泌水小,為此,施工過程中應(yīng)特別注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的管理及防護(hù)措施的應(yīng)用。施工中當(dāng)混凝土密實后,應(yīng)盡可能早地覆蓋養(yǎng)護(hù),及時噴水,適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間,這樣,既可以減少內(nèi)外部溫差,又可以保證早期濕養(yǎng)護(hù)和后期養(yǎng)護(hù)的最佳效果。
(3)混凝土中摻加膨脹劑。微膨脹劑由于在一定程度上補(bǔ)償了收縮應(yīng)力,能有效減少混凝土收縮裂縫。
(4)剪力墻上增開"結(jié)構(gòu)小洞"。這可能是最有效的方法,通過開洞把長墻變成短墻,減少混凝土收縮變形的約束,使混凝土收縮應(yīng)力得到釋放,從而達(dá)到控制墻體裂縫的目的,但必需重新對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算,確保結(jié)構(gòu)的安全及正常的使用功能。
(5)留置后澆帶。即先澆注后澆帶兩側(cè)混凝土,約兩個月后當(dāng)混凝土收縮變形趨于穩(wěn)定時,再澆筑留縫部位,從而避免因收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。
(6)在剪力墻中部設(shè)置暗梁。這樣貫穿性裂縫只能裂到梁底,而不至裂到樓面板底,可有效減小有害裂縫的長度。
(7)調(diào)整水平鋼筋配筋方案。將剪力墻水平鋼筋置于豎向鋼筋外側(cè),有效減小了混凝土保護(hù)層厚度,增強(qiáng)了剪力墻表層混凝土的抗裂性。
(8)增加抗收縮鋼筋。遵循配筋細(xì)而密可抵抗收縮應(yīng)力的原則,適當(dāng)增加水平鋼筋的配筋率、減小鋼筋直徑而縮小配筋間距。另外在對剪力墻造成約束的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其連接處增設(shè)鋼筋對裂縫亦能起到一定的抑制作用。
(9)裂縫補(bǔ)強(qiáng)治理措施。當(dāng)裂縫不能自我愈合,且長期存在會給結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來耐久性、安全性和建筑使用功能等方面的影響而必須給予治理時,可待裂縫發(fā)展穩(wěn)定后,針對不同大小的裂縫采取相應(yīng)的有關(guān)治理措施。