框架结构设计在建筑结构设计中的应用探讨

吴鑫亮

（青海省土木建筑设计院有限公司，青海 西宁 810000）

引言

随着我国建筑事业的发展，再加上人们对建筑安全的要求不断提高，传统单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经无法满足现代社会建筑工程的发展需求，因此就要求有关的施工方式和技术要不断革新。所以，为了保障工程施工质量能够达到规定的标准，就要对建筑施工技术进行不断的改进，提高框架剪力墙结构的施工水平，以此来推进现代建筑工程的质量和水准。基于以上原因，进行框架剪力墙结构的研究和讨论，对其在建筑工程施工中的应用具有重要意义，为了不断提升技术水平，该施工技术的不断优化和改进就显得尤为重要。

一、框架剪力墙特征

在建筑工程的施工环节中，框架剪力墙是在科学运用了钢筋混凝土的基础上，替代了原本框架结构的部分内容，其应力荷载承受能力较强，在建筑工程中科学运用框架剪力墙结构，能够有效的提升建筑空间的实用性。框架剪力墙是垂直于地面的，从其受力特征来看，如果其抗压性能不足，就会导致结构的形状发生变化，从其刚度特征来说，框架剪力墙结构与普通框架结构的受力程度是类似的，也是呈现一种相互作用的形态。框架剪力墙主要由以下三个特征：

（一）受力特征

从现代建筑工程的施工来看，一般情况下都会采用框架剪力墙结构来进行建造，能够有效保证建筑体的质量。采取这种施工模式的主要原因是：一方面框架剪力墙结构的水平承受能力较强，在建筑框架发生弯曲或变形的情况下，框架剪力墙结构也能够伴随其发生相应的变化；另一方面在建筑施工中运用框架剪力墙结构，在地下楼层中很少出现其余建筑体发生位移的状况。通过把这种施工模式与传统的建筑框架进行对比能够得出，在建筑施工中合理应用框架剪力墙结构，就会促使建筑能够有效吸收不同的建筑剪力，同时，当墙体与建筑框架之间完成了整体组合之后，就会对墙体产生的拉力产生更明显的效果，也会对水平剪应力的内收作用更明显。

（二）刚度特征

通常情况下，在建筑工程的建筑基地层面，使用框架剪力墙结构的部分大约占到了1/4，这就意味着框架剪力墙与传统框架结构，都能够有效地承受来自外界的力。从这一性质出发，就能够对基地剪力墙框架进行合理的划分，特别是对其抗震等级的划分，要求必须要科学和明确，确保建筑基地剪力墙能够承受2/3的弯曲压力，以此来保证建筑的质量。

（三）抗震特征

在以往的建筑施工活动中，大多数情况下采用较多的就是单一框架结构，由于这种结构受到建筑墙体和施工材料类型等各方面因素的影响，导致建筑墙体和工程框架之间不能完成有效的衔接。除此之外，来自建筑剪应力的压力也会导致其抗震性能减弱。但是，将新型的框架剪力墙结构应用在建筑活动中，就能够有效地将墙体和框架之间进行充分连接，尤其是当整个建筑受到来自不同方向不同大小的剪应力时，整体建筑都能对其进行合理的分散，有效地承受这些力量，能够增强其对振动能量的吸收力，促使抗震性能不断提升。

二、方案阶段应用

装配式建筑因当地40%预制率或60%装配率的要求，其中装配式框架结构常规预制方案的构件类型有预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制楼梯、预制外墙等。预制方案组合也有多样性，所以项目前期可借助BIM技术建立初步方案模型，分析方案可实施性，并从模型中直接导出构件尺寸清单，通过对比得到本项目的构件尺寸是否符合模数化及标准化要求，从而进行初步结构布置。结合设计经验发现，装配式框架建筑标准化设计的关键在于模数化，标准化柱网基本决定预制叠合梁和叠合板的布置方式、种类及数量。平面布局采用纵横向轴网对齐的标准柱网尺寸，同轴线的柱截面采用相同截面，奠定装配式建筑设计的基本模数。标准化柱网使楼板跨度和开间尽量相同，使预制柱、梁、板的种类大大减少。预制构件截面尺寸标准化有利于提高预制构件模具的通用性，提升经济效率，同时可减少图纸出图量；相同截面尺寸的预制构件尽量采用相同配筋，钢筋归并通常遵循大直径、少根数的原则，方便模具加工，有利于提高钢筋加工精度，减少累积误差，有利于整体PC化快速建造。在确认项目轴网布置及初步结构尺寸的基础上，通过采用BIM技术创建的项目初步模型，如使用设计软件建立框架结构模型，根据预制率要求，在模型中指定需预制的梁柱为预制梁柱属性，同时还有预制板属性，按照计算方法中的原则进行模型拆分，当BIM模型中的信息完成后，可通过该软件直接生成成本、预制率计算表和方案拆分图。这样可大大提高预制方案效率，同时可利用BIM模型可视化特点，通过三维视觉表达，分析拆分方案利弊，进一步完善拆分方案。

三、优化措施分析

（一）完善钢筋工程，保证施工基础

钢筋工程在框架剪力墙结构建筑施工技术中属于基础环节，只有钢筋工程能够达到施工标准，后续施工才能够得到有效保证。首先，应当严把材料关。钢筋工程中离不开钢筋材料的运用，只有投入使用的钢筋质量合格，才能保障施工质量。因此，在开展钢筋工程施工前必须在材料选择、存放等予以重视，即选取的钢筋材料规格必须与工程设计相同，不能随意进行更改，否则会降低施工质量。材料质量不仅要符合行业规范和国家标准，还应当能够在强度、抗震性方面满足设计要求，便于在框架剪力墙结构产生刚度变化时也能对建筑结构予以有效地支撑，避免产生安全问题。材料的存放要依照具体情况采取相应的保护措施，防止在存放期间产生质量变化，例如，对于比较潮湿的环境，入场后的钢筋材料在存储区域中应提前布置好垫块，便于与地面直接接触，而且还要利用篷布等覆盖表面，避免与空气中的水分直接接触产生氧化问题。其次，对于框架剪力墙结构中的重点梁柱，可以借助计算机模拟的方式绘制出相应的位置，并对具体施工方案予以确定，避免产生不必要的问题，提高施工效率。最后，重视施工工艺。由于钢筋工程中能够运用大量的钢筋材料，必须采取必要防范措施提升整体稳定性，比如对不同钢筋要执行箍筋环节，运用钢丝、定型模具等对各个节点及时进行绑扎，保持良好的稳固状态，避免后续施工中出现位移、变形等问题。同时，钢筋连接工艺时也要依照具体情况予以选择，比如，对于未处在受拉区域且直径小于22mm的钢筋，可以利用绑扎予以实现，但是要在绑扎距离上提出严格要求。若钢筋直径较大，可以采用焊接、螺栓等方式进行连接。采用焊接时，施工人员要重视焊接工艺、工序和质量，必须达到设计标准，保证结构质量能够达标，否则不能予以运用。

（二）重视混凝土工程，提升全面质量

混凝土工程是实现框架剪力墙结构的必要手段，也是施工质量的重要保证。（1）重视材料关卡。框架剪力墙结构离不开混凝土材料的质量，所以，先要重视混凝土材料选取环节的工作。相关人员应当对设计内容进行深入地解读，明确混凝土材料的具体要求并予以有效地控制，才能从根本上保障材料环节。比如，采购人员明确具体规格的混凝土材料后，应当在市场中选取与其相同的材料，杜绝使用类似或低劣的材料，否则会严重影响施工质量。同时，不仅要选取合适的材料，还要在材料的配比方面予以全面地控制。例如，水泥作为混凝土中的必要材料，其具有较强的水化热特性，也会对加工后的混凝土材料质量产生影响，由此可知，混凝土调配环节必须要根据施工设计要求选取正确的材料，并添加合适的配比及用量，才能在试验阶段确定混凝土材料的强度、抗震性等。（2）开展准备工作。混凝土调配完成后并不能立即浇筑，需要进行必要的准备工作，也就是对工程的水电预埋件、钢骨架等隐蔽工程部分的安装施工、固定情况进行详细地检查，确保不会产生位移、变形等问题。（3）注意浇筑过程。由于混凝土材料和框架剪力墙结构都具备较强的特殊性，浇筑混凝土时，必须要采取切实有效的方式。例如采取分层浇筑的方式，也就是浇筑达到特定高度后再执行下一层，而且浇筑的顺序也要予以充足地重视，等级较高的柱头要先浇，梁板则在其后进行。浇筑过程中应当及时利用振捣棒等设备进行振捣，要注意的是，振捣方式必须遵循“快插慢拔”的原则，而且振捣的深度可以根据设计要求予以增加，充分发挥振捣施工的作用，清除其中包含的浮浆或气泡。同时，混凝土浇筑过程中还要注意运用减水剂等添加剂控制材料温度，增加混凝土凝固时间，有效地避免产生裂缝的隐患。

结语

总之，随着社会科技的不断更新，对于建筑施工的有关技术的要求也越来越严格，框架剪力墙结构是在传统的剪力墙结构上进行优化而得到广泛应用的，其满足了我国当前的施工需求，可以有效提高施工的效率和质量，从而保证施工单位的和经济效益以及产生较高的社会经济收益。因此，对框架剪力墙的特征以及应用进行分析具有很强的现实意义，确保其能够在施工前和施工中都能发挥作用，提高建筑工程的质量，保证其使用寿命，为社会创造更高的收益。