高層框架結(jié)構(gòu)短柱的抗震設(shè)計(jì)分析_1

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1、高層框架結(jié)構(gòu)短柱的抗震設(shè)計(jì)分析　　【摘要】伴隨著當(dāng)前社會(huì)技術(shù)的不斷發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)不斷的涌現(xiàn)而出，在高層建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)用已成為當(dāng)前建筑工程施工重點(diǎn)。由于高層框架結(jié)構(gòu)自重大，再加上容易受到地震等因素的影響，容易出現(xiàn)構(gòu)建彎力值的變更缺陷，造成偏差和各種質(zhì)量隱患。本文就高層框架結(jié)構(gòu)短柱的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)闡述，針對(duì)其中存在的各種問(wèn)題和影響因素提出預(yù)防措施?！娟P(guān)鍵詞】高層框架結(jié)構(gòu)；短柱；軸力抗震設(shè)計(jì)　　在當(dāng)前建筑工程中，層高一定的情況下，為了提高延性而降低軸壓比則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)短柱的橫截面增大，并且隨著高層建筑施工層高的增高，出現(xiàn)軸壓比較小的截面越來(lái)越多，成為高層框架結(jié)構(gòu)中的主要

2、穩(wěn)定性能分析因素。在高層框架結(jié)構(gòu)短柱設(shè)計(jì)中，為了滿(mǎn)足規(guī)劃對(duì)軸壓的要求，柱子在設(shè)計(jì)中通常采用截面較大，這就容易形成短柱甚者是超短柱現(xiàn)象。在建筑工程短柱的使用中，延性差是眾所周知的缺陷問(wèn)題，尤其是在各種超短柱形式中，幾乎不存在延性因素，這就使得在建筑工程遭受到本地區(qū)地震的影響的時(shí)候，容易發(fā)生各種剪力破壞的影響和制約因素，造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)象。為了避免高層結(jié)構(gòu)中短柱的問(wèn)題和因素，在施工中就需要采用一些構(gòu)造措施和方法進(jìn)行處理，提高短柱的延性和抗震性?！　?、高層框架結(jié)構(gòu)的短柱的形成原因　　高層框架結(jié)構(gòu)在當(dāng)前的建筑工程被廣泛的應(yīng)用，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要保證建筑結(jié)構(gòu)安全的衡量標(biāo)準(zhǔn)，在基

3、礎(chǔ)設(shè)施的分析和應(yīng)用中要進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)置，確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中軸壓比能夠保證框架結(jié)構(gòu)組合的完整。高層框架結(jié)構(gòu)中軸壓比是影響框架柱破壞形態(tài)和延性的重要指標(biāo)，在設(shè)計(jì)中一般都采用地震作用的組合軸力作為主要的參考依據(jù)，柱截面寬和高高層框架結(jié)構(gòu)自重很大，再加上在應(yīng)用中地震作用的不斷促進(jìn)，形成在組合軸力設(shè)計(jì)和應(yīng)用中彎構(gòu)件形式存在嚴(yán)重的誤差和缺陷。在壓彎構(gòu)件中，輔壓比加大，這就意味著截面上層各個(gè)區(qū)域位置的影響因素逐步提高，從而造成壓力值的不斷增大方式。為了避免脆性破壞，只有降低軸壓比，在設(shè)計(jì)短柱的軸力中要通過(guò)混凝土的性能分析，嚴(yán)格按照壓力值進(jìn)行分析，確保柱截面高度的良好應(yīng)用。另外，高層框架結(jié)構(gòu)圖書(shū)館

4、的書(shū)庫(kù)、層高較低的儲(chǔ)藏室、地下車(chē)庫(kù)等由于使用荷載大，層高較低也會(huì)產(chǎn)生短柱或極短柱。　　　　2、高層框架結(jié)構(gòu)的短柱的判定　　設(shè)計(jì)圖紙是建筑工程施工中的基礎(chǔ)，更是確保施工良好有序進(jìn)行的關(guān)鍵因素。在高層建筑應(yīng)用中，框架結(jié)構(gòu)的短柱設(shè)計(jì)和分析是提高其質(zhì)量的重點(diǎn)。由試驗(yàn)可知，影響框架柱破壞形態(tài)的主要因素是剪跨比。剪跨比是反映柱截面承受的彎矩與剪力相對(duì)大小的一個(gè)參數(shù)，短柱端部截面的彎矩和剪力短柱截面高度柱的剪跨比剪跨比X>2時(shí)，稱(chēng)為長(zhǎng)柱，一般會(huì)出現(xiàn)彎曲破壞剪跨比1．5≤2時(shí)，稱(chēng)為短柱，多數(shù)會(huì)出現(xiàn)剪切破壞，當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度或配有足夠的箍筋時(shí)，可能出現(xiàn)具有一定延性的剪壓破壞。剪跨比h　3、高層

5、框架結(jié)構(gòu)的短柱的處理辦法　　我國(guó)是一個(gè)多震的國(guó)家，根據(jù)我國(guó)地震的情況及抗震設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)習(xí)慣，提出了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)。為了達(dá)到中震可修、大震不倒的目地應(yīng)使框架柱具有一定的延性。在地震水平荷載作用下，框架柱的短柱和極短柱大都發(fā)生剪切脆性破壞，應(yīng)盡量避免短柱和極短柱，有特殊情況不能避免的應(yīng)采取以下措施?！　」拷罴用芊绞健　】拐鸬燃?jí)：是設(shè)計(jì)部門(mén)依據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定，按“建筑物重要性分類(lèi)與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)”，根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和房屋高度等，而采用不同抗震等級(jí)進(jìn)行的具體設(shè)計(jì)。以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為例，抗震等級(jí)劃分為四級(jí)，以表示其很?chē)?yán)重、嚴(yán)重、較嚴(yán)重及一般的四個(gè)級(jí)別，

6、即一、二、三、四級(jí)四個(gè)等級(jí)配置復(fù)合箍筋、螺旋箍可以對(duì)核芯區(qū)混凝土形成良好的約束作用，應(yīng)沿全高加密，來(lái)提高柱的抗剪承載力和延性，達(dá)到改善抗震性能的目地。加密區(qū)箍筋的最大間距及最小直徑?？蚣芰褐?jié)點(diǎn)作為梁的支座本身屬于柱的一部分，在當(dāng)前設(shè)計(jì)和應(yīng)用是關(guān)注的重點(diǎn)。在工程實(shí)踐中，多層框架設(shè)計(jì)上一般都取梁板砼與柱砼強(qiáng)度等級(jí)相同；若原設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明的柱與梁板砼強(qiáng)度僅相差5MPa，一般也會(huì)在圖紙會(huì)審時(shí)將梁板砼強(qiáng)度等級(jí)改為與柱相同。這種情況的禁錮加密需要針對(duì)梁板一起分析，并且注意加固和加密的各個(gè)環(huán)節(jié)?！　∨渲谩癤”筋　　通過(guò)將部分縱筋沿柱對(duì)角線方向成斜向交叉配置，使部分縱筋內(nèi)移并使粘結(jié)應(yīng)力分布

7、到混凝土內(nèi)部，形成“x”筋配置這樣既可以避免密排縱筋造成的排列困難及可能引的粘結(jié)破壞，又可使“x”形縱筋承擔(dān)一部分剪力，從而避免柱發(fā)生剪切破壞。　　采用分體柱　　鋼筋混凝土分體柱技術(shù)就是在柱中沿豎向用預(yù)制混凝土分隔板將短柱分為2或4個(gè)柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開(kāi)配筋。試驗(yàn)表明：采用分體柱的方法雖然使柱子的抗剪承載力基本不變，抗彎承載力稍有降低，但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高，其破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型，從而實(shí)現(xiàn)了短柱變“長(zhǎng)柱”的設(shè)想，有效改善了短柱尤其是極短柱的抗震性能，分體柱方法