高层建筑抗震设计中短柱问题的处理

陈浩曼

【摘要】文章针对高层建筑抗震设计的短柱问题进行分析，阐述了短柱的破坏机制及受力特点，分析了短柱的正确判定方法，论述了改善短柱抗震性能的有效构造措施及处理方法，为抗震设计中短柱延性和抗震性能的提高提供参考。

【关键词】短柱；延性；抗震性能

前言

在高层建筑设计中，抗震设计要求结构构件必须要有明确的延性，而影响构件延性的关键两个因素是：轴压比和剪跨比。在一定层高的情况下，为提高延性而降低軸压比则会导致柱截而增大，并且轴压比越小截面越大，而截面增大又可能导致剪跨比相对减小，又降低了构件的延性。因此，在高层（特别是超同层）建筑结构设计中，为了满足规程对轴压比限值的要求，柱子的截面往往会比较大，在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。在高层的地下储藏室、地下车库等由于使用荷载大，层高较低，在设计中会不可避免的出现短柱。这种高层较低处的超短柱几乎没有延性，为了避免在高层建筑中因短柱脆性破坏的发生，必须要正确判断短柱，对短柱采取必要的构造措施或有效处理，使短柱的延性和抗震性能大幅度提高。

一、短柱的正确判定

建筑工程实践经验和相关理论都规定，柱净高度与截而高度之比为短柱（H/h比值小于等于4）。剪跨比是反映柱截面所承受的弯矩和剪力相对大小的参数，表示为：λ=M/Vh≤2，式中M、V指柱截面的弯矩和剪力，由于框架柱反弯点大多靠近柱中点，取M=0.5VH，则λ=M/Vh=0.5VH/Vh=0.5H/h≤2，由此可得H/h≤4。……