【關鍵詞】高層框架結構；短柱；軸力 抗震設計

　　在當前建筑工程中，層高一定的情況下，為了提高延性而降低軸壓比則會導致結構短柱的橫截面增大，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越多，成為高層框架結構中的主要穩(wěn)定性能分析因素。在高層框架結構短柱設計中，為了滿足規(guī)劃對軸壓的要求，柱子在設計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)地震的影響的時候，容易發(fā)生各種剪力破壞的影響和制約因素，造成整個結構的破壞現(xiàn)象。為了避免高層結構中短柱的問題和因素，在施工中就需要采用一些構造措施和方法進行處理，提高短柱的延性和抗震性。

　　1、高層框架結構的短柱的形成原因

　　高層框架結構在當前的建筑工程被廣泛的應用，其在結構設計的時候要保證建筑結構安全的衡量標準，在基礎設施的分析和應用中要進行嚴格的設置，確�？蚣芙Y構中軸壓比能夠保證框架結構組合的完整。高層框架結構中軸壓比是影響框架柱破壞形態(tài)和延性的重要指標，在設計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構自重很大，再加上在應用中地震作用的不斷促進，形成在組合軸力設計和應用中彎構件形式存在嚴重的誤差和缺陷。在壓彎構件中，輔壓比加大，這就意味著截面上層各個區(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，在設計短柱的軸力中要通過混凝土的性能分析，嚴格按照壓力值進行分析，確保柱截面高度的良好應用。另外，高層框架結構圖書館的書庫、層高較低的儲藏室、地下車庫等由于使用荷載大，層高較低也會產(chǎn)生短柱或極短柱。

　　2、高層框架結構的短柱的判定

　　設計圖紙是建筑工程施工中的基礎，更是確保施工良好有序進行的關鍵因素。在高層建筑應用中，框架結構的短柱設計和分析是提高其質(zhì)量的重點。由試驗可知，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大小的一個參數(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，稱為長柱，一般會出現(xiàn)彎曲破壞剪跨比1．5≤2時，稱為短柱，多數(shù)會出現(xiàn)剪切破壞，當提高混凝土強度或配有足夠的箍筋時，可能出現(xiàn)具有一定延性的剪壓破壞。剪跨比h<1．5時，稱為極短柱，一般發(fā)生脆性的剪力斜拉破壞，抗震性能不好，設計時應當盡置避免這種極短柱，否則需要采取特殊措施，慎重設計。

　　3、高層框架結構的短柱的處理辦法

　　我國是一個多震的國家，根據(jù)我國地震的情況及抗震設計的傳統(tǒng)習慣，提出了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準抗震設防目標。為了達到中震可修、大震不倒的目地應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，應盡量避免短柱和極短柱，有特殊情況不能避免的應采取以下措施。

　　3.1 箍筋加密方式

　　抗震等級：是設計部門依據(jù)國家有關規(guī)定，按“建筑物重要性分類與設防標準”，根據(jù)烈度、結構類型和房屋高度等，而采用不同抗震等級進行的具體設計。以鋼筋混凝土框架結構為例，抗震等級劃分為四級，以表示其很嚴重、嚴重、較嚴重及一般的四個級別，即一、二、三、四級四個等級配置復合箍筋、螺旋箍可以對核芯區(qū)混凝土形成良好的約束作用，應沿全高加密，來提高柱的抗剪承載力和延性，達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。 框架梁柱節(jié)點作為梁的支座本身屬于柱的一部分，在當前設計和應用是關注的重點。在工程實踐中，多層框架設計上一般都取梁板砼與柱砼強度等級相同；若原設計圖紙上標明的柱與梁板砼強度僅相差5MPa，一般也會在圖紙會審時將梁板砼強度等級改為與柱相同。這種情況的禁錮加密需要針對梁板一起分析，并且注意加固和加密的各個環(huán)節(jié)。

　　3.2 配置“X”筋

　　通過將部分縱筋沿柱對角線方向成斜向交叉配置，使部分縱筋內(nèi)移并使粘結應力分布到混凝土內(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破壞，又可使“x”形縱筋承擔一部分剪力，從而避免柱發(fā)生剪切破壞。

　　3.3 采用分體柱

　　鋼筋混凝土分體柱技術就是在柱中沿豎向用預制混凝土分隔板將短柱分為2或4個柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。試驗表明：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)由剪切型轉化為彎曲型，從而實現(xiàn)了短柱變“長柱”的設想，有效改善了短柱尤其是極短柱的抗震性能，分體柱方法已在實際工程中得到應用。

　　3.4 采用鋼骨混凝土柱

　　鋼骨混凝土住由鋼骨和外包混凝土組成，鋼骨通常采用由鋼板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面，使柱的抗壓承載力大大提高，從而有效地減小柱截面尺寸；鋼骨翼緣與箍筋對混凝土有很好的約束作用，使混凝土的延性得到提高，加上鋼骨本身具有良好的延性和抗剪承載力，使柱具有良好的延性及消耗地震能量的能力。

　　3.5 采用鋼管混凝土柱

　　鋼管混凝土柱是由混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結構材料。由于鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的側向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓承載力和極限壓應變得到很大的提高，混凝土的延性得到顯著改善，同時抗剪承載力和抗扭承載力也大大提高，通常柱截面可比昔通鋼筋混凝士柱減少一半以上，消除了短柱，并具有良好抗震性能。對短柱的抗震設計的研究是高層框架結構抗震設計的重要組成部分，工程技術人員應在這方面多加重視，才能把地震災害造成損失降到最低。

　　4、結束

　　在當前建筑結構設計的過程中，隨著高層建筑框架結構應用的日益廣泛，其在設計中各種設計措施和設計應用措施越來越復雜，在設計的過程中要充分的利用當前各種技術手段和利用方式進行施工和設計，針對框架結構中短柱的各種因素綜合分析處理，結合抗震需求參數(shù)探討。設計師在設計中要明確自己的責任,提高對結構設計質(zhì)量安全問題的辨別能力,綜合以往對短柱設計中所應用的資料和經(jīng)驗嚴格設計，使得建筑結構設計能夠滿足社會發(fā)展需求，提高建筑結構質(zhì)量安全。