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摘要：随着我国社会经济的飞速发展，建筑科学技术的不断提高，建设规模较大、结构形式多样的高层建筑是缓解我国日益紧张的土地问题和充分发挥土地综合利用率的一条重要途径。框架结构建筑布置比较灵活，可以形成较大的空间，但抵抗水平荷载的能力较差，而剪力墙结构则相反。笔者根据多年的施工经验，对这种广泛应用的结构进行了探讨。
关键词：高层建筑；框架剪力墙；施工；质量控制
1 框架-剪力墙结构
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶瓷等轻质板材等材料砌筑或装配而成。这种结构布置灵活，适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好，但是框架节点应力集中显著，框架结构的侧向刚度小，不适于高层建筑。
剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构的优点是室内空间比梁柱结构简洁、宽敞，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，住户无法对室内布局自行改造。
框架结构建筑布置比较灵活，可以形成较大的空间，但抵抗水平荷载的能力较差，而剪力墙结构则相反。正是由于框架结构和剪力墙结构的各自优缺点的存在，框架-剪力墙结构(也称框剪结构)使两者结合起来，取长补短，在框架的某些柱间布置剪力墙，从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。在这种结构中，框架和剪力墙是协同工作的，框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平荷载。由于这种结构的优点突出，因此，在现代建筑中被广泛采用。
2 框架-剪力墙结构受力特点的分析
框剪结构是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。因为，在下部楼层，剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担外荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力拉回来的附加水平力，剪力墙不但不承受荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力，所以，上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力。
3 现浇钢筋混凝土的施工
工程主体施工的现浇混凝土方量大，钢筋多，由于框剪结构的大量使用，为了提高钢筋混凝土的施工质量，缩短工期，降低消耗来提高工程的经济效益。因此，施工中采用了一些改进的工艺和方法，取得了良好的效果。
3.1 对拉钢片的使用
工程梁、板、柱、墙一律采用图l所示的定型组合钢模板，采用100mm×100mm的木方用于顶板支撑，采用传统工具式槽钢柱箍加固柱子模板，此时，为了防止柱子截面出现挠曲，通常采用对拉螺栓加固。在柱子底部，采用木方调整模板模数与层高的尺寸，木方制作成框，用预埋在楼板上的钢筋固定，木方与模板用铁线连接。垂直度是采用 8钢筋配合紧线器调整。现浇混凝土墙用对拉螺栓加固，保证墙体截面宽度，然后用铁线将100mm×100mm的木方与模板扎牢以保证模板刚度。但是采用这种传统的加固方法，在两处用到对拉螺栓加固模板，因为要对拉螺栓钢模打孔，这样的处理会大大降低模板的周转使用寿命，同时加工对拉螺栓复杂，费工费钢筋，基于这种考虑，我们采用了对拉钢片来加固模板的方法。
其具体方法是：如图2所示，用30mm×2.5mm的扁钢制作钢片夹板，然后布置在模板缝中。纵向间距为6OO～900mm，横向间距为300mm，再用U型模板卡具与模板肋固定好。这样的加固模板方法既能增强模板的刚度和整体性，又能保证墙体或柱的截面几何尺寸，同时又使操作简便，避免了模板打孔，延长了模板的使用寿命，减少了消耗，降低了工程成本。
3.2 用钢筋气压焊进行钢筋的对接
根据设计的要求，所有框架柱及部分剪力墙的纵向钢筋均要焊接，由于工程现浇混凝土量大，需要焊接的工程量较大，所以采用好的焊接方法，不仅能提高效率，缩短工期，还能达到提高经济效益的目的。基于这种考虑，采用电动钢筋气压焊机进行焊接，同常用的电弧搭接焊相比，它具有效率高，节约钢材的优点。
其工艺流程如下：
(1)检查设备、气源、确保处于正常状态。
(2)顶压。将气压焊钳夹在需焊接的两钢筋上，对接焊头，保证对焊的两段钢筋在一条直线上，中间留2mm缝隙。
(3)加热。用气压焊枪(氧、乙炔火焰)加热钢筋对焊接头2倍钢筋直径范围的钢筋，钢筋端面的合适加热温度应为1150℃～1250℃，直至钢筋表面上出现一层薄薄的熔化层且接头缝隙消失，摆动焊枪距接缝大于钢筋直径1．4倍且持续3～5s。
(4)压接。打开送压阀门，按照不同的钢筋直径加压至不同的压力表读数。
(5)减压。当压接处隆起尺寸达到标准时(隆起最大直径1.4～1.6倍的钢筋直径，长度为1.2～1.4倍的钢筋直径)且接头红色消失，撤压、拆下夹具。
值得注意的是，工程开工正式焊接之前，要进行现场条件下钢筋气压焊工艺性能的试验。以确认气压焊工的操作技能，确认现场钢筋的可焊性，并选择最佳的焊接工艺。试验的钢筋从进场钢筋中截取。每批钢筋焊接6根接头，经外观检验合格后，其中3根做拉伸试验，3根做弯曲试验。试验合格后，按确定的工艺进行气压焊。并且在加热过程中，如果在钢筋端面缝隙完全密合之前发生灭火中断现象，应将钢筋取下重新打磨、安装，然后点燃火焰进行焊接。如果发生在钢筋端面缝隙完全密合之后，可继续加热加压，完成焊接作业。
4 混凝土质量的保证措施
框架-剪力墙结构，也称为框剪结构，它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墻体。由于这种结构突出的优点，因此，已被广泛地应用于各类房屋建筑。框架剪力墙结构中发生裂缝的可能性比框架结构要少得多，但是如果剪力墙一旦发生裂缝，就会导致建筑物发生渗漏，影响结构物的整体性能及抗震性能，危及居民的生命财产安全，所以，对于框架剪力墙结构的裂缝也应引起足够的重视。
4.1 原材料的控制
当砂石料含泥量超过规定，不仅会增加混凝土的收缩，还会降低混凝土的抗拉强度，容易引起裂缝。所以砂石料的含泥量应严格控制。同时，由于框架剪力墙结构施工中的水化热和收缩的影响很大，因此，应选用低水化热、低收缩的水泥。
4.2 施工组织控制
采用科学合理的施工组织设计，根据混凝土的凝结时间对混凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调，使上层混凝土在下层混凝土浇注后4～5小时内浇注。在施工中应防止侧模的偏移，开始浇注时应加强对墙根部的振捣，以防止烂根现象。混凝土点的运输应均匀连续，防止产生冷缝或施工缝。
4.3 结构设计控制
在结构控制方面必须考虑好温度钢筋的设计，充分利用构造钢筋的作用以减小剪力墙结构的温度应力和收缩应力。由于裂缝产生的原因主要是水化热和降温引起的拉应力，所以在施工中应尽可能减少入模温度，应分层散热浇注，防止激烈的温度湿度的变化，为混凝土创造充分应力松弛的条件。
5 结束语
框架剪力墙结构在现代建筑中已经非常普及，由于这种结构的钢筋用量、模板支设量及混凝土浇筑量非常大。施工过程中应因地制宜，采取相应的施工工艺和质量控制措施。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键词：高层建筑；框架剪力墙；施工；质量控制
1 框架-剪力墙结构
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶瓷等轻质板材等材料砌筑或装配而成。这种结构布置灵活，适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好，但是框架节点应力集中显著，框架结构的侧向刚度小，不适于高层建筑。
剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构的优点是室内空间比梁柱结构简洁、宽敞，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，住户无法对室内布局自行改造。
框架结构建筑布置比较灵活，可以形成较大的空间，但抵抗水平荷载的能力较差，而剪力墙结构则相反。正是由于框架结构和剪力墙结构的各自优缺点的存在，框架-剪力墙结构(也称框剪结构)使两者结合起来，取长补短，在框架的某些柱间布置剪力墙，从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。在这种结构中，框架和剪力墙是协同工作的，框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平荷载。由于这种结构的优点突出，因此，在现代建筑中被广泛采用。
2 框架-剪力墙结构受力特点的分析
框剪结构是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。因为，在下部楼层，剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担外荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力拉回来的附加水平力，剪力墙不但不承受荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力，所以，上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力。
3 现浇钢筋混凝土的施工
工程主体施工的现浇混凝土方量大，钢筋多，由于框剪结构的大量使用，为了提高钢筋混凝土的施工质量，缩短工期，降低消耗来提高工程的经济效益。因此，施工中采用了一些改进的工艺和方法，取得了良好的效果。
3.1 对拉钢片的使用
工程梁、板、柱、墙一律采用图l所示的定型组合钢模板，采用100mm×100mm的木方用于顶板支撑，采用传统工具式槽钢柱箍加固柱子模板，此时，为了防止柱子截面出现挠曲，通常采用对拉螺栓加固。在柱子底部，采用木方调整模板模数与层高的尺寸，木方制作成框，用预埋在楼板上的钢筋固定，木方与模板用铁线连接。垂直度是采用 8钢筋配合紧线器调整。现浇混凝土墙用对拉螺栓加固，保证墙体截面宽度，然后用铁线将100mm×100mm的木方与模板扎牢以保证模板刚度。但是采用这种传统的加固方法，在两处用到对拉螺栓加固模板，因为要对拉螺栓钢模打孔，这样的处理会大大降低模板的周转使用寿命，同时加工对拉螺栓复杂，费工费钢筋，基于这种考虑，我们采用了对拉钢片来加固模板的方法。
其具体方法是：如图2所示，用30mm×2.5mm的扁钢制作钢片夹板，然后布置在模板缝中。纵向间距为6OO～900mm，横向间距为300mm，再用U型模板卡具与模板肋固定好。这样的加固模板方法既能增强模板的刚度和整体性，又能保证墙体或柱的截面几何尺寸，同时又使操作简便，避免了模板打孔，延长了模板的使用寿命，减少了消耗，降低了工程成本。
3.2 用钢筋气压焊进行钢筋的对接
根据设计的要求，所有框架柱及部分剪力墙的纵向钢筋均要焊接，由于工程现浇混凝土量大，需要焊接的工程量较大，所以采用好的焊接方法，不仅能提高效率，缩短工期，还能达到提高经济效益的目的。基于这种考虑，采用电动钢筋气压焊机进行焊接，同常用的电弧搭接焊相比，它具有效率高，节约钢材的优点。
其工艺流程如下：
(1)检查设备、气源、确保处于正常状态。
(2)顶压。将气压焊钳夹在需焊接的两钢筋上，对接焊头，保证对焊的两段钢筋在一条直线上，中间留2mm缝隙。
(3)加热。用气压焊枪(氧、乙炔火焰)加热钢筋对焊接头2倍钢筋直径范围的钢筋，钢筋端面的合适加热温度应为1150℃～1250℃，直至钢筋表面上出现一层薄薄的熔化层且接头缝隙消失，摆动焊枪距接缝大于钢筋直径1．4倍且持续3～5s。
(4)压接。打开送压阀门，按照不同的钢筋直径加压至不同的压力表读数。
(5)减压。当压接处隆起尺寸达到标准时(隆起最大直径1.4～1.6倍的钢筋直径，长度为1.2～1.4倍的钢筋直径)且接头红色消失，撤压、拆下夹具。
值得注意的是，工程开工正式焊接之前，要进行现场条件下钢筋气压焊工艺性能的试验。以确认气压焊工的操作技能，确认现场钢筋的可焊性，并选择最佳的焊接工艺。试验的钢筋从进场钢筋中截取。每批钢筋焊接6根接头，经外观检验合格后，其中3根做拉伸试验，3根做弯曲试验。试验合格后，按确定的工艺进行气压焊。并且在加热过程中，如果在钢筋端面缝隙完全密合之前发生灭火中断现象，应将钢筋取下重新打磨、安装，然后点燃火焰进行焊接。如果发生在钢筋端面缝隙完全密合之后，可继续加热加压，完成焊接作业。
4 混凝土质量的保证措施
框架-剪力墙结构，也称为框剪结构，它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墻体。由于这种结构突出的优点，因此，已被广泛地应用于各类房屋建筑。框架剪力墙结构中发生裂缝的可能性比框架结构要少得多，但是如果剪力墙一旦发生裂缝，就会导致建筑物发生渗漏，影响结构物的整体性能及抗震性能，危及居民的生命财产安全，所以，对于框架剪力墙结构的裂缝也应引起足够的重视。
4.1 原材料的控制
当砂石料含泥量超过规定，不仅会增加混凝土的收缩，还会降低混凝土的抗拉强度，容易引起裂缝。所以砂石料的含泥量应严格控制。同时，由于框架剪力墙结构施工中的水化热和收缩的影响很大，因此，应选用低水化热、低收缩的水泥。
4.2 施工组织控制
采用科学合理的施工组织设计，根据混凝土的凝结时间对混凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调，使上层混凝土在下层混凝土浇注后4～5小时内浇注。在施工中应防止侧模的偏移，开始浇注时应加强对墙根部的振捣，以防止烂根现象。混凝土点的运输应均匀连续，防止产生冷缝或施工缝。
4.3 结构设计控制
在结构控制方面必须考虑好温度钢筋的设计，充分利用构造钢筋的作用以减小剪力墙结构的温度应力和收缩应力。由于裂缝产生的原因主要是水化热和降温引起的拉应力，所以在施工中应尽可能减少入模温度，应分层散热浇注，防止激烈的温度湿度的变化，为混凝土创造充分应力松弛的条件。
5 结束语
框架剪力墙结构在现代建筑中已经非常普及，由于这种结构的钢筋用量、模板支设量及混凝土浇筑量非常大。施工过程中应因地制宜，采取相应的施工工艺和质量控制措施。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看