简述超高层建筑钢板剪力墙施工技术

简述超高层建筑钢板剪力墙施工技术

发表时间：2019-01-22T10:47:01.800Z 来源：《建筑细部》2018年第15期作者：李超[导读] 随着我国经济的迅速发展，高层建筑和超高层建筑正在中国大地上一座座拔地而起。杭州鸿辉建筑工程有限公司浙江省杭州市 310011 摘要：剪力墙作为抵抗水平荷载的重要结构形式，其应用越来越广泛，尤其是在超高层建筑中，抗震要求和抗风荷载要求更高，剪力墙的研究和设计工作成为重中之重。本文以高层钢板剪力墙作为研究对象，主要从其特点、设计要点和施工要点等方面对高层建筑的钢板剪力墙进行简要叙述。

关键词：超高层建筑；钢板剪力墙；设计；施工技术

一、研究背景

随着我国经济的迅速发展，高层建筑和超高层建筑正在中国大地上一座座拔地而起，在领略经济奇迹的震撼力同时，也应当想到这些超高层建筑的安全问题。尤其是超高层建筑受风荷载和地震的影响极大，需要能够有效抵抗水平荷载和风荷载的构件发挥作用。目前，最经济有效的方式就是在超高层建筑设置钢板剪力墙抵抗此类荷载，保证超高层建筑的稳定性和安全性。为了超高层建筑更加安全高效，需要对其设计原理与施工要点进行了解，以促进超高层建筑技术向前发展。

二、钢板剪力墙特点

1、传统混凝土剪力墙

传统混凝土剪力墙在设计和施工的过程中，都受到成本、节能以及层高的限制，对于中低层建筑来讲，剪力墙抵抗风荷载的作用没有超高层建筑那样明显，大部分混凝土剪力墙都是以抵抗地震产生的水平荷载和其他水平荷载为目的设计的。

2、钢板剪力墙的优势

2.1质量小

与传统混凝土剪力墙相比，钢板剪力墙的质量小很多。对于层数较多、单位面积荷载较大、结构水平位移较大的超高层建筑来说，钢板剪力墙的应用既能达到传统剪力墙的性能，又能减轻地基承受的荷载，增强结构稳定性，创造更大的收益。

2.2体积小

传统剪力墙为达到抗剪强度，需要绑扎一定厚度的钢筋网，钢筋网外部还需要按照规范预留一定厚度的混凝土保护层，这样的剪力墙构造形式，占用了高层建筑很大面积，房屋的建筑平面系数也随之减小，造成极大浪费。相比之下，钢板剪力墙占用面积小很多，建筑的使用面积也随之增加。

2.3抗弯性能好

钢板剪力墙的受力特点与工字钢梁相类似，只是其跨高比接近1：1，其抗剪性能和抗弯性能都很强，不仅起到了剪力墙应有的作用，还可以起到一定程度承担荷载的作用。

三、钢板剪力墙设计

1、钢板剪力墙分节优化设计残余应力一直是影响焊接效果的重要因素，尤其是因焊接质量不合格而引起应力集中现象，使得钢板边缘及焊缝处不仅未能达到设计要求，而且成为安全隐患之一。所以，在钢板剪力墙的设计过程中，解决此类问题的方法就变得尤为重要。一般来讲，利用增宽钢骨柱两侧的钢骨柱托座的方式，为钢板上下翼缘的焊接提供便利性和可靠性。采用钢板剪力墙分节设计的方式，使焊接工作流程化、标准化，即增加的焊接质量的可靠性，又提高的焊接效率。最重要的是，这种方式能够极大减少钢板剪力墙在焊接过程中发生变形的可能性，有效防治了因变形而引起的其他方向应力。

2、板墙连接板设计

为了最大限度减小现场焊接过程中造成对钢板剪力墙产生不利影响的因素，钢板剪力墙的相关构件的生产及组装全部以预制的方式在工厂完成。尤其，钢板墙、钢骨柱和各种钢构件都需要钢板这一中介作为连接载体，从而使各类钢构件形成一个受力整体。安装过程中药充分考虑到安装误差，避免发生焊接变形的现象，通常来讲，采用同等间距不舍钢板的方式拼接钢板剪力墙焊缝内侧。跨高比较大的钢骨柱需要注意其连接钢板的厚度，一般来讲，其连接钢板的厚度要大于20mm，为了达到锚固与受力效果，辅助以高强螺栓作为加固构件。

3、钢板墙预留孔优化设计在钢板剪力墙施工过程中，通常采用大钢模板核心筒剪力墙爬模体系。其需要注意的要点在于，在施工过程中，对钢板墙上的预留螺栓孔和爬模机位孔等构造进行优化设计，保证其既能达到钢板剪力墙整体结构无论在设计标准上还是感官上都符合标准，也能保证其设计和施工的合理性、经济性。精确度是衡量孔位置合理性的重要依据，合理布置孔洞位置，使其各构件连接后达到要求的钢板设计强度是钢板剪力墙设计和施工过程中的重要工作。

四、钢板剪力墙施工

1、钢板剪力墙测量

在整个施工过程中，测量工作时最基础也是最重要的，测量工作出现误差，之后的工作都会受到直接影响。由于预制完成后的钢板剪力墙单体面积较大，其侧向刚度较小，在焊接过程中极易因操作失误而使得钢板产生变形。因此，为了减少此类误差，尽量避免变形的产生，在安装前对钢板进行测量是必要的工作。测量的具体流程主要有：1.1测量钢柱位置，对其进行校正、固定，保证钢板固定的可靠性；

1.2钢板剪力墙需要节节复测，不得以任意一段剪力墙作为安装标准，一旦出现偏差要及时纠正、处理；

1.3为保证其测量精度，需要综合、合理运用经纬仪、全站仪、钢尺、铅锤仪等仪器，保证剪力墙的安装误差在技术交底规定要求范围内，保证其测量和安装的精确度。

2、钢板剪力墙安装与连接

钢板剪力墙安装与固定前，一定要保证测量的精确度，只有全部测量值控制在允许范围内，才可以对剪力墙个构件进行安装固定，一般来讲，采取边安装边校正的方式，使构件在引导下逐渐达到准确位置，保证每一个构件的精确度，最后整个钢板剪力墙形成一个精确的整体。在安装钢板剪力墙底部的时候，还需要进行牵引工作，一般是利用牵引绳索，在测量人员的引导下，将钢板底部逐渐引导至准确位置。并且为了保证施工安全与施工质量，还需要在吊钩处安装防坠器。

3、钢板剪力墙焊接技术

3.1焊接前校正

钢板剪力墙焊接前需要对待焊接构件进行校正及固定，固定主要分两步进行，一是利用普通螺栓进行初步固定，固定完毕后起重机脱钩。二是，现场测量人员在起重器脱钩后，要对构件进行测量监控，利用千斤顶对构件进行微调。校正指标主要有以下两类：3.1.1立面垂直度

利用全站仪进行观测，利用千斤顶校正钢板剪力墙端部垂直度，利用顶端吊线控制水平对接边与水平对接边间单板过渡区垂直度。

3.1.2顶面坐标

钢平台每次顶升后，重新从下方基准点位竖向投递控制点，经闭合平差改正后作为控制点坐标数据。钢板剪力墙施工采用内控法，随着楼层升高，将全站仪架设在钢平台顶部，并形成回路，利用后视法测量钢板剪力墙，并且在钢平台下弦拉线锤以控制钢板剪力墙垂直度。

3.1.3焊接前准备工作

在焊接前，要清除钢板上的油污、泥垢等，保证焊点处的清洁。而且还要根据现场实际情况，做好温控工作，保证焊接质量。

3.1.4焊接技术

单面坡口带衬板是钢板剪力墙施工过程中应用到的主要方法，该方法是对构件的一条横缝和两条竖缝同时进行焊接，该焊接方式有效提高了焊接效率。为了提高施工质量，根据不同构件需要选取不同焊接方式，对于钢骨柱而言，焊接时需要根据钢骨柱的结构特性对称焊接，并且要保证对称方向同时进行。对于钢板剪力墙而言，则需要逐一焊接，并且必须保证一侧焊缝焊接完毕并冷却后才可以进行另一侧焊缝的焊接工作。

3.1.5焊接后检查校正

钢板剪力墙焊接完成后将电加热器留置一段时间进行环冷，待焊缝处冷却之后将电加热板拆除，再将临时连接板割除。为避免因损耗造成尺寸不符，应在设计尺寸基础上预留5mm再进行切割。

五、变形监测

焊接工作完成后，需对钢板进行重新检测，确保其变形量在误差允许范围内。通常利用全站仪与贴片相配合的方式，每隔一段高度就要设置一个检测部位，一旦发现变形收缩量超出规定范围，立即停止焊接，调整焊接工艺，减小焊接变形量。结语：随着施工技术的发展，钢板剪力墙的应用和作用也会越来越突出，这需要我们在熟练应用现有技术的同时，也要不断优化设计与施工技术，令钢板剪力墙的相关技术不断完善，发挥更好的作用。对钢板剪力墙的施工过程应当做到细致严谨，也要综合施工要求优化设计，保证施工质量，保障超高层建筑的可靠性与安全性。

参考文献：

[1]李太胜.超高层建筑钢板剪力墙施工技术[J]工程建设与设计.2018（3）.

[2]朝阳.某超高层建筑钢板剪力墙施工技术[J]施工技术.2016（9）.