浅谈钢筋混凝土短柱设计的问题_论文发表__期刊目录网,论文发表,发(2)

分类：建筑设计论文发表时间：2011-02-25 16:26关注：(1)

剪切破坏：柱子在地震剪力反复作用下出现斜裂缝或X行裂缝，裂缝宽度往往很大，修复很困难，属于脆性破坏。框架中有错层、夹层或半高填充墙时，使柱子剪跨比变小，形成短柱，刚度增大，吸收的地震剪力较大，当未采取相应的提高抗震能力措施时，便易出现剪切破坏，长柱箍筋不足时，也会造成剪切破坏。
　　3、弯曲裂缝：由于变号弯矩作用，主筋不足，柱周围会产生水平裂缝。裂缝宽度一般较小，较易修复。
　　实验证明，当为长柱时，柱的破坏形态为压弯型，只要构造合理一般都能满足柱的斜截面受剪承载力大于其正截面偏心受压承载力的要求，并且有一定的变形能力。当为短柱时，柱将产生以剪切为主的破坏，当提高混凝土强度或配足够的箍筋时，也可以出现具有一定延性的剪压破获。当为极短柱时，柱的破坏形态为脆性的剪切破坏，抗震性能差，一般设计中应当尽量避免。主筋不足，箍筋过稀，或框架纵向设计时配有纵筋和箍筋的短柱受力分析和破坏形态如何？
　　短柱的受力分析和破坏形态：在轴心荷载作用下，整个截面的应变基本上是均匀分布的。当荷载较小时，混凝土和钢筋均处于弹性阶段，柱子压缩变形的增加与荷载的增加成正比，纵筋和混凝土的压应力的增加也与荷载的增加成正比。当荷载较大时，由于混凝土塑性变形的发展，压缩变形增加的速度快于荷载增长速度，纵筋配筋率越小，这个现象越为明显。同时，在相同荷载增量下，钢筋的压应力比混凝土的压应力增加得快。随着荷载的继续增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。在破坏时，一般是纵筋先达到屈服强度，此时可继续增加一些荷载。最后混凝土达到极限压应变值，构件破坏。当纵向钢筋的屈服强度较高时，可能会出现钢筋没有达到屈服强度而混凝土达到了极限压应变值的情况。
　　三、改善短柱抗震性能的措施
　　多高层建筑的框架结构、框架结构-剪力墙结构，外框架内核心筒结构等结构中，由于设置设备层，层高矮而柱截面大等原因，某些工程中短柱无法避免。如果同一楼层均为短柱，各柱之间抗侧刚度不是很悬殊，这种情况下按有关规定进行内力分析和截面设计构造，结构安全是可以保证的。应避免同一楼层出现少数短柱，因为这少数短柱的抗侧刚度远大于一般柱的抗侧刚度，在水平地震作用或风荷载作用下吸收较大水平剪力，尤其在框架（纯框架）结构中的少数短柱，一旦地震超设防烈度的情况下，可能使少数短柱遭受严重破坏，同楼层柱各个击破，这对结构安全将是极大危险。因此，当剪力墙或核心筒作为主要抗侧力结构的框架-剪力墙结构和外框架内核心筒结构中出现短柱，与纯框架结构中出现短柱应有所不同，重视的程度应有所区分。纯框架结构的楼梯间平台处当设置柱间梁时，常使支承该梁的柱形成短柱，为避免出现短柱可在平台支承的小柱，平台板外端不再设梁而楼梯跑板外伸悬挑板。
　　当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时，按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可；确定为短柱后，就应当尽量提高短柱的承载力，减小短柱的截面尺寸，采取各种有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。
　　有抗震设计的框架短柱应按下列要求：1）必须验算柱的剪压比，其受剪截面应符合：
　　V-柱计算截面的剪力设计值；
　　fc-混凝土轴心受压强度设计值；
　　b-矩形截面的宽度；
　　h0-柱截面计算方向有效高度；
　　 -混凝土强度影响系数，当不大于C50时取1.0；C80时取0.8；在C50和C80之间时可按线性内插取用；
　　 -承载力抗震调整系数，取0.85。
　　2）柱的轴压比，当剪跨比λ不大于2但不小于1.5时，应比《高规》表6.4.2数值减小0.05；剪跨比λ小于1.5时应专门研究并采取特殊构造措施

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