建筑抗震论文

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建筑抗震论文范文第1篇

原建筑竣工于1984年，按7度（0.15g）抗震设防，结构抗震设防类别为丙类。依据《建筑工程抗震设防分类标准》第4.0.3条规定，改造后的结构抗震设防类别为乙类。鉴于医院实际需求及《建筑抗震鉴定标准》第1.0.6条规定，该病房楼进行改造设计前需对原结构进行抗震鉴定，并确定其后续使用年限为40a。

2建筑现状调查

抗震鉴定前应进行建筑现状调查，包括搜集勘察、施工及竣工验收的相关原始资料；当资料不全时，应根据鉴定的需要进行补充实测。调查建筑现状与原始资料相符程度、施工质量和维护状况。

2.1原始资料调查

该住院楼岩土工程勘察报告、竣工图纸、竣工验收资料等原始资料均较齐全。

2.2外观质量检查

钢筋混凝土结构主要检查结构构件的裂缝及劣化程度等。经检查个别框架柱及剪力墙表面存在蜂窝、麻面现象；少数框架梁存在梁底钢筋锈蚀现象；个别屋面板板底存在碱蚀、露筋现象。结构构件未发现明显开裂、较大变形等严重结构性损坏现象。

2.3材料性能检测

建筑结构的材料性能是结构安全的基本保证。本工程混凝土强度采用超声-回弹综合法对混凝土抗压强度进行现场取样检测，检测混凝土强度摘录如表1所示。现场采用钢筋探测仪对部分梁、板、柱、剪力墙的钢筋配置、分布及混凝土保护层厚度进行检测，检测结果基本符合原图纸设计要求。

3抗震鉴定

3.1抗震鉴定原则

本工程属于B类建筑，应进行两级鉴定。

(1)第一级鉴定对现有房屋的宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价；

(2)第二级鉴定：对现有房屋进行抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。(1)和(2)同时满足的建筑评定为满足抗震要求,可不进行加固处理；(1)满足而主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的95%、次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的90%，可不进行加固处理；(1)不满足而抗震承载力较高时，可通过构造影响系数进行综合抗震能力的评定；(1)和(2)均不满足要求时，应采取加固或其他相应措施。

3.2抗震等级确定

本工程使用功能为病房楼，根据《建筑工程抗震设防分类标准》第4.0.3条，二三级医院的门诊、医技、住院用房，抗震设防类别应划分为重点设防类（乙类）。依据现行《建筑抗震设计规范》第6.1.2条规定，本楼框架抗震等级为二级、剪力墙抗震等级为一级。依据现行《建筑抗震鉴定标准》第6.3.1条规定，框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。改造工程的抗震设防目标及抗震设防水准，按照安全、经济、合理的要求，结合其后续使用年限40年相协调，确定框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。

3.3场地、地基和基础

查阅原地勘报告，本楼建造于对抗震有利的地段，场地类别为II类，其地基主要受力范围内不存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土或严重不均匀土层。依据《建筑抗震鉴定标准》第4.1条、4.2条规定，可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定，同时也可不进行地基基础的抗震鉴定。

3.4抗震措施鉴定（第一级鉴定）

3.4.1结构高度

本工程结构总高26.90m,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.1.1条，7度框架-抗震墙结构适用的最大高度为120m的要求。

3.4.2房屋的结构体系

本工程为双向多跨框架-抗震墙结构，结构布置及框架梁、柱、剪力墙截面满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.2条房屋结构体系要求。本工程建筑平面形状为矩形，平面没有局部突出，立面没有局部缩进，均满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条房屋结构体系要求。楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%，且连续3层总的刚度降低小于50%，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条房屋结构体系要求。首层个别框架柱轴压比为0.98，不满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条框架-抗震墙柱（抗震等级三级）轴压比≤0.95的要求。

3.4.3混凝土强度等级

本工程混凝土强度实测结果，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.3条梁、柱、墙实际达到的混凝土强度等级不应低于C20要求。

3.4.4框架梁的配筋及构造

本工程框架梁纵向受拉钢筋的配筋率不大于2.5%；梁端截面的底面和顶面配筋量的比值不小于0.3；梁端箍筋实际加密区的长度大于梁截面高度的1.5倍，箍筋最小直径为8mm，满足要求。

3.4.5框架柱的配筋及构造

本工程框架柱实际纵向钢筋的总配筋率，框架中柱、边柱和角柱均大于1.0%，满足要求。柱箍筋加密区的箍筋间距为100mm，箍筋直径为φ8mm和φ10mm，满足要求。柱加密区箍筋肢距不大于200mm，且每隔1根纵向钢筋在2个方向均有箍筋约束，满足要求。

3.4.6框架节点核心区构造

本工程框架节点核心区内箍筋最大间距为100mm，最小直径为φ12mm，柱体积配箍率为1.6%~2.1%，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.6条要求。

3.4.7抗震墙的配筋及构造

本工程抗震墙墙板竖向、横向分布钢筋的配筋率约为0.628%，均大于0.25%，最大间距为150mm，最小直径φ12mm，满足要求。抗震墙边缘构件的配筋，纵向钢筋配筋率为1.2%~2.0%，箍筋直径均为φ10mm，间距均为100mm，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.7条要求。

3.4.8填充墙

本工程砌体填充墙在平面和竖向布置均匀对称，满足要求。砌体填充墙沿框架柱每隔500mm有2根φ6mm拉筋，拉筋伸入填充墙内长度700mm，满足三四级框架不应小于墙长的1/5且不小于700mm的要求。墙长度大于5m时，墙顶部与梁设有拉结措施，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.9条要求。

3.5抗震承载力验算（第二级鉴定）

第二级鉴定是以抗震验算为主，结合构造影响进行综合评价。第二级鉴定可采用楼层综合抗震能力指数法与《建筑抗震设计规范》规定方法进行抗震计算分析。本工程采用中国建筑科学研究院编制的《PKPM混凝土结构鉴定加固》软件进行抗震承载力计算。在建立计算模型和选择计算方法时采取了如下处理。

1）在PKPM软件计算中，依据原设计施工图、本次改造建筑图，并结合现场调查结果，确定结构布置及荷载分布，建立计算空间计算模型

2）抗震计算的有关参数抗震设防烈度:7度;设计基本地震加速:0.15g;设计地震分组:第一组；设计特征周期值:0.30s;建筑场地类别:II类;地面粗糙类别:C类;框架抗震等级:三级;剪力墙抗震等级:二级。

3）梁柱节点重合部分,梁端简化为刚域。

4）考虑填充墙对于结构总体刚度的影响，计算时取周期折减系数为0.75。

5）根据第一级鉴定结果，体系影响系数取0.95。经计算首层个别框架柱抗剪不满足要求，首层、2层部分框架梁、板承载力不满足要求，3层、5层改造为设备机房位置楼板承载力不满足要求。

3.6抗震鉴定结论

1）个别框架柱轴压比不满足要求；

2）个别框架柱抗剪不满足要求；

3）部分框架梁承载力不满足要求；

4）部分楼板承载力不满足要求。

4抗震加固设计

4.1框架柱加固

轴压比不足的框架柱采用加大截面法进行加固处理。该方法是在框架柱构件表面凿毛和清洁处理后用钢筋混凝土围套，围套内的纵向受力钢筋由计算确定，并与原框架柱内纵向受力钢筋共同工作。采用加大截面法不仅提高框架柱的承载力，并且在一定程度上提高了结构的刚度。加大截面的尺寸一般在100mm左右，采用混凝土加大截面，浇筑时很难振捣密实，加固质量难以保证。本工程采用高强灌浆料代替混凝土，保证了混凝土的密实度。抗剪承载力不足的框架柱采用横向粘贴碳纤维的方法进行加固处理。框架柱粘贴环向碳纤维箍，缠绕3圈且搭接长度应超过200mm。碳纤维箍外侧抹厚度不小于25mm的高强度水泥砂浆，以满足防火及防护要求。框架柱顶部及底部设置4mm厚钢板封闭箍进行附加锚固。

4.2混凝土梁加固

混凝土梁采用型钢加固法。此方法适用于不允许增大构件截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。型钢加固法是在混凝土构件四周包以型钢，型钢与被加固梁之间用聚合物砂浆或结构胶等方法黏结。型钢表面抹厚度不小于25mm的高强度水泥砂浆（应加钢丝网防裂）作防护层，具体做法

4.3楼板加固

楼板采用粘贴碳纤维加固法。碳纤维复合材加固混凝土结构，主要是利用纤维抗拉的高强度、高弹性模量、高应变性能及利用改性环氧树脂类胶结材料，使碳纤维与混凝土结构产生良好的黏结性，加固补强原结构受拉纵向钢筋和受剪、抗扭箍筋的不足，从而提高结构抗弯、抗剪、抗扭承载力。该方法用高性能黏结剂将碳纤维布黏贴在楼板表面（纤维粘贴方向应平行于构件的主受力方向），使两者共同工作，提高楼板的抗弯承载力。为提高碳纤维布黏结加固耐久性，碳纤维表面采用压结钢片加射钉进行附加锚固，压结钢片长度宜为碳纤维布宽+60mm，射钉应不打穿碳纤维布。

5结语

1）抗震鉴定应根据结构形式、后续使用年限等因素，结合现场实测数据，采用逐级鉴定的方法，进行抗震性能分析。

建筑抗震论文范文第2篇

建筑设计作为项目建设的基本参照和框架，需要在施工前就完成。在建筑设计的过程中，需要对环境、地理、气候等因素加以充分考虑，其发挥的指导作用往往是非常重要的。在工程项目建设中，最关键的一步就是建筑设计这项工作。只要能够保证建筑设计的科学合理、安全性过关，那么后面的具体工作就能很好地展开。因此，在建筑设计中融入抗震理念是重要的一环，可以有效地提高建筑项目的抗震性。建筑设计是建筑抗震设计的基础，一定要实现二者的相互协作，如此才能实现最佳的抗震效果；在刚确定项目建设设计方案时，就难以再进行大范围改动，若是在此基础上，未能对建筑物的抗震性能加以考虑，只是通过在具体施工中通过构件设置的加固来提高建筑抗震性，这样并未能将抗震问题很好地解决；若是在建筑设计过程中，对建筑物的抗震性加以充分考虑，做好材料设置和构件安排等方面的准备，这样才能确保建筑物的抗震性也会得到保障。

2建筑设计中要重点关注的几个抗震设计

（1）建筑构件和连接点处的抗震设计。如今人们的生活水平日益提高，随之也对居住质量有了更为严格的要求，就施工的整体质量而言，与之直接相关联的便是建筑构件的合理搭设和对连接点的科学设置。如今新世纪出现了许多新的工艺和材料，这样施工就迎来了更大的挑战。例如说建筑物的外部设计，其中会用到大理石、瓷砖等新材料，室内装饰设计用到的则有吊顶和人工造影等技术。就实际施工而言，一定要对材料质量和施工技术有所保证，才能使建筑物的抗震性得到保障，同时要重点监督和管理其牢固性，以免在地震发生时意外坠落而造成人员的伤害。

（2）建筑物顶部的抗震设计。如今的建筑行业，普遍对顶部过高、过重的问题有所避免。因为顶部产生的压力会导致建筑墙面也形成相应的较大压力，这会使建筑物的抗震性和牢固性在一定程度上有所减弱。在建筑设计过程中，务必要保证建筑物整体有一个合理的重心，与此同时还要花心思用于材料选择，选取的顶部材料要尽量是重量轻、刚度较均匀的，这样建筑结构才能将抗震能力充分发挥出来。

（3）建筑设计中关于设计限制的问题。通常都是在建筑前期确定建筑物的抗震级别，并且这是以建筑物的实际使用情况为依据，所以要在施工过程中严格按照国家规定，要使建筑物的抗震性能有所保障，以免有墙体裂缝或坍塌的现象出现。

3建筑设计过程中要考虑到的抗震设计

根据上述内容，我们了解到建筑抗震设计和建筑设计之间息息相关的联系。为了确保最大程度的抗震性，就一定要在实际施工中紧密结合起二者的联系，同时还要在施工过程中真正融入抗震理念，如此才能使原有的建筑常规从根本上被打破，才能使建筑物抗震现状得到彻底改善，接下来从建筑物的形状、平面和空间三方面设计来具体阐述二者的结合。

（1）形状设计建筑物的形状设计也就是针对建筑进行的“体型”设计，具体包括了各部分施工技术、建筑物平面布局和立体空间等的设计。在建筑行业发展的新时代，很多方面都有所创新就建筑物思维整体外观而言亦是如此。由此有诸多样式的建筑外形出现，所以，在形状设计的过程中，需要对不同外形的不同特点予以充分考虑，不同的建筑外形，也会有不同的建筑特色和实际需求，施工单位应该加以充分考虑。通常情况下，凸凹形状的建筑体型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在实际的建筑建设过程中，原有的常规形状的建筑物已无法满足现代化经济发展需求，所以，建筑物整体抗震性的提高，首先需要对建筑的形状进行科学、合理的设计。

（2）建筑物的平面设计在建筑物施工，平面设计是重要的环节，对建筑物日后的使用将起到决定作用。例如，分别作商务和居住用途的建筑物，它们在平面设计上必然存在很大差别，为了使使用需求得到进一步满足，就一定要按照用途，来对平面构造进行科学设计；另外，为了将抗震元素融入到平面设计之中，不仅要对施工材料的坚固性加以重点考虑，还需要对构架安装的合理性、内部各因素的协调性加以综合考量。要想完美地实现平面设计和抗震设计的结合，就对设计者提出了很高的要求，不但要工作经验丰富，要需要深入地研究审美观念和抗震技术，前提还得不对内部美观产生不利影响，在此基础上再确保抗震性能的最大化。

（3）空间设计对建筑物进行空间设计，是在三维空间内进行的关于建筑物的竖向设计方案。因为日益加快的城市化进程和急剧增加的城市人口，增加了城市的人口压力，所以出现的建筑物楼层愈发高。为了使土地占有面积尽量减少，在现代社会中愈发流行高层建筑，如此就对建筑物的空间设计有了更严格的要求。通常说来，建筑物层数越低，稳定性就越高，受到地震的损害也就会越小；反之稳定性越差，受到地震的伤害也就越大。所以，融合建筑物的空间设计和抗震设计在一起，这样建筑物的整体抗震性才能得到保证。

4结束语

建筑抗震论文范文第3篇

1.1木材

在自然界的灾害中，破坏力最大的就是地震，至今依然是无法准确预测。地震不但会导致建筑物倒塌，而且还会造成重大的伤亡事故。全世界每年由于地震灾害死亡的人数可达数万人，引起的财产损失有数千亿元人民币。在统计全球的地震破坏后的案例中，木结构建筑显示出了优越的抗震性能。震灾调查以后，倒塌的建筑中大多数是砖混结构以及框架结构，而木结构为主体的建筑都基本保持完好，基本没有倒塌。这说明了木结构建筑的抗震性能大大高于其它的结构，木结构具有高抗震性能的原因是：木材的质量较轻、建筑的层数一般较少，所以受到的地震作用（惯性力）较小，同时利用木结构各种节点能很好的消耗地震对结构产生的能量，从而保证在大震时木结构建筑物的稳定性以及完整性。即使在大震作用下建筑结构倒塌的最坏情况下，由于木材的质量和硬度比钢材以及混凝土等建筑材料小得多，所以对人们的健康伤害也要小的多。

1.2块材

块材和砂浆组成砌体结构，按照材料分，包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。砌体结构在我国应用很广泛，这是因为它可以就地取材，有较好的保温隔热性能。较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材，砌筑时不需模板及特殊的技术设备，可节约木材。砌体结构的缺点是自重大、体积大，砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间黏结力较弱，因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低。由于其组成的基本材料和连接方式，决定了它的脆性性质，从而使其遭受地震时破坏较重，抗震性能很差，因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施，以提高其延性和抗倒塌能力。此外，砖砌体所用黏土砖用量很大，占用农田土地过多，因此把实心砖改成空心砖，特别发展高孔洞率、高强度、大块的空心砖以节约材料，以及利用工业废料，如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心砖块代替红砖等都是今后砌体结构的方向。

1.3混凝土

混凝土为主制作的结构称为混凝土结构，包括素混凝结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土材料也是脆性材料的典型。在2008年汶川地震中，震中地区钢筋混凝土房屋破坏严重，特别是2000年以前的混凝土结构建筑，几乎全部倒塌，这些建筑结构破坏有一个共同特征，都是在发生变形处混凝土溃碎，完全丧失了承载强度，钢筋外露，混凝土材料的力学性能完全丧失殆尽，这主要是当时设计和施工原因。2000年后的混凝土结构由于采用了新的抗震标准设计以及施工水平的提高，大多结构没有出现倒塌。从这点来看混凝土材料虽然时脆性的，但通过合理的设计和施工是完全能够满足结构的抗震需求的。

1.4钢材

使用钢材作为建筑结构称为钢结构，钢结构具有以下优点：强度高、强重比大；塑性、韧性好；材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。同时，钢结构也具有耐热不耐火、易锈蚀、耐腐性差等缺点。钢结构广泛应用在重型结构及大跨度建筑结构，多层、高层及超高层建筑结构，随着我国钢铁产量的日益增加以及我国用钢政策的调整，钢结构将会更加广泛地应用在各个领域。由于是钢结构建筑具有良好的延展性，属于延性材料，所以可以很好地衰减地震能量，有效地减少地震作用对建筑的破坏。钢结构在进行建筑抗震设计时，应该特别注意强度、稳定以及刚度上满足承载力和正常使用要求后，还要从延性和耗能上提高钢结构的抗震性能，减小地震破坏力，保证大震不倒的设计思想。

2结语

建筑抗震论文范文第4篇

由于地震的不可预知性，高层建筑结构在设计过程中很难准确地预测建筑物所遭遇的地震特性和基本参数，只靠计算很难使高层建筑结构具备良好的抗震性能，这就要求每个结构工程师必须重视建筑结构的抗震概念设计。因此，高层建筑结构在抗震设计中，应注意以下几点:

1)建筑结构的平面布置。建筑结构的平面布置是影响结构抗震的重要因素，合理的建筑平面布置对建筑结构设计是至关重要的。大量地震灾害表明，平面布置简单、对称规则、质量和刚度分布比较均匀并且具有明确传力途径的建筑结构在地震时不容易发生破坏。规则结构能较为准确地预估结构的作用效应和地震时的反应，较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。相反，平面布置复杂、不对称且不规则的结构，其地震作用效应很难估计的。因此，高层建筑结构中规范规定，宜采用规则结构，不应采用严重不规则的结构。

2)建筑结构的体系选择。高层建筑结构设计中，就优先采用具有多道防线的结构体系。例如:框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。这三种结构可以作为地震区高层建筑的首选体系。当建筑物高度不高且层数不多时，可采用框架结构。但当建筑物位于地震区，且高度均较高时，应避免采用框架结构、板柱剪力墙结构。因为，地震具有强破性且持续时间很长，往复次数较多，能够对建筑物造成累积破坏。单一的结构体系在遭遇地震时，一旦发生破坏，很容易造成房屋倒塌，危及人们的生命及财产的安全。当结构体系具有多道防线时，当遭遇地震时，第一道防线遭破坏后，后续的防线仍然能抵抗地震的冲击力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，给人们以充分的时间进行逃生，保证人民的生命安全。因此，高层建筑结构抗震设计中的多道防线是进行抗震设计时所必须设置的。

3)结构薄弱层。当建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时，容易产生薄弱层。薄弱层在地震中是最先遭受破坏的部位。因此，对有明显薄弱层的结构，应采用相应的抗震构造措施来提高其抗震能力。结构构件的实际承载能力是判断薄弱层部位的基础，有意识、有目的地控制薄弱层部位，让它有足够的变形能力，而且不使薄弱层发生转移是提高结构抗震性能的重要手段。

2高层建筑抗震设计常见问题

1)高层建筑结构的地基问题。高层建筑结构在设计阶段，应有完善的岩土工程勘察报告，为结构工程提供基本的设计依据。建筑结构场地应选择在有较稳定的基岩、开阔、平坦、土层坚硬或较密实的有利地段，不应建造在容易发生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危险地段，有利地段的建造对建筑物的抗震是十分有利的。有时由于建设单位工期要求，在确定方案后设计人员就直接进入了施工图设计阶段，从而忽略了岩土工程勘察资料和场地的选择，从而给后续工作带来不必要的麻烦。

2)高层建筑结构平面布置问题。高层建筑为了追求外立面效果的美观而设计成平面不规则、不对称且有较大凹进或较大开洞的结构，这种结构对抗震十分不利。因此，在建筑方案正式确定前，结构工程师就应对建筑平面布置、体型方面的内容提出自己的见解，及时和建筑师进行沟通，尽量选用平面、竖向规则对称、质量和刚度、承载力均匀的平面布置，这对抗震十分有利。

3)高层建筑结构的高度问题。如今的高层建筑结构的高度越来越高，甚至出现了很多超高层的高层建筑，这就对结构工程师的专业知识提出了更高的要求。不同的高度对应不同的结构体系，规范上有明确规定。一旦结构超过了规范规定的限制高度，就应通过专门的审查、论证进行更严格的计算分析和研究。

4)高层建筑抗震设防等级的选取问题。抗震等级是结构抗震设计的重要依据，抗震等级选取不当将给建筑物的安全带来许多隐患，对工程造价也会带来不必要的浪费。抗震等级根据房屋的场地类别、抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素综合评定。每个结构工程师应当熟练掌握结构的抗震概念设计和规范知识，做到该提高的应当提高其抗震等级，该降低则应适当降低。

5)计算软件的合理应用。高层建筑结构抗震设计时，应该应用正规的结构设计软件进行设计，软件中的各个参数指标能够正确反映建筑物的特征。结构工程师能正确分析结构软件所计算的结果，并做出正确的判断。但有时计算机设计会给结构工程师带来一种错觉，有的结构工程师往往过分依赖计算结果，而减少了结构的概念学习。一旦选择了错误的计算参数，就会导致结构设计出现问题，对结构的安全和经济方面造成影响。因此，结构工程师应加强自身的业务学习和抗震概念设计的理解，做到熟练掌握相关的结构概念设计，并且根据自身的专业知识配合计算结果选择最佳的结构设计方案。

3结语

建筑抗震论文范文第5篇

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

0 引 言

在层高一定的情况下，为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大，且轴压比越小截面越大；而截面增大导致剪跨比减小，又降低了构件的延性。因此，在高层特别是超高层建筑结构设计中，为满足规程［1］对轴压比限值的要求，柱子的截面往往比较大，在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。另外，诸如图书馆的书库、层高较低的储藏室、高层建筑的地下车库等由于使用荷载大，层高较低，在设计中也不可避免地会出现短柱。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌，无法满足“中震可修，大震不倒”的设计准则。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生，笔者认为，首先要正确判定短柱，然后对短柱采取一些构造措施或处理，提高短柱的延性和抗震性能。

1 短柱的正确判定

规程［1］和规范［2］都规定，柱净高H与截面高度h之比H／h≤4为短柱，工程界许多工程技术人员也都据此来判定短柱，这是一个值得注意的问题。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M／Vh≤2的柱才是短柱，而柱净高与截面高度之比H／h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H／h≤4来判定的主要依据是：①λ＝M／Vh≤2；②考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点，取M＝0.5VH，则λ＝M／Vh＝0.5VH／Vh＝0.5H／h≤2，由此即得H／h≤4。但是，对于高层建筑，梁、柱线刚度比较小，特别是底部几层，由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小，反弯点的高度会比柱高的一半高得多，甚至不出现反弯点，此时不宜按H／h≤4来判定短柱，而应按短柱的力学定义--剪跨比λ＝M／Vh≤2来判定才是正确的。

框架柱的反弯点不在柱中点时，柱子上、下端截面的弯矩值大小就不一样，即Mt≠Mb。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一样的，即λt＝Mt／Vh≠λb＝Mb／Vh。此时，应采用哪一个截面的剪跨比来判断框架柱是不是属于短柱呢？笔者认为，应该采用框架柱上、下端截面中剪跨比的较大值，即取λ＝max（λt，λb）。其理由如下：框架柱的受力情况有如一根受有定值轴压力的连续梁，柱高Hn相当于连续梁的剪跨a，已有的试验研究结果表明［10］：对于剪跨a不变的连续梁，当截面上、下配置的纵筋相同时，剪切破坏总是发生在弯矩较大的区段；对于框架柱，临界斜裂缝也总是发生在弯矩较大的区段。

事实上，在柱高Hn或连续梁剪跨a的范围内，最大剪跨比是出现在弯矩较大区段上的。钢筋砼构件的抗剪承载力是随剪跨比λ增大而降低的。所以，同样条件下，弯矩较大区段的截面抗剪承载力要比弯矩较小区段的小，在荷载作用下，如果发生剪切破坏，就只能是在弯矩较大区段上。用来判断框架柱是否属于短柱的剪跨比λ当然应是可能发生剪切破坏截面的剪跨比λ。

一般情况下，在高层建筑的底部几层，框架柱的反弯点都偏上，即Mb＞Mt。此时，可按式（1）或式（2）判定短柱：

或Hn／h≤2／yn(2)

式中，yn- -n层柱的反弯点高度比，根据几何关系，可得：yn＝1／(1＋Ψ)，其中，Ψ＝Mt／Mb，0≤Ψ≤1；

Hn- -n层柱的净高。

式（2）具有一般性。当反弯点在柱中点时，Ψ＝1，yn＝0.5，式（2）即成为Hn／h≤4；当反弯点在柱上端截面时，Ψ＝0，yn＝1，式（2）即成为Hn／h≤2；如果框架柱上不出现反弯点，就应采用最大弯矩作用截面的剪跨比λ＝M／Vh≤2来判断短柱。

当需要初步判断框架柱是否属于短柱时，可先按D值法确定柱子的反弯点高度比yn，然后按式（2）判断短柱。在施工图设计阶段，可根据电算结果作进一步判断。

2 改善短柱抗震性能的措施

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。

2.1 使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的，柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱，只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求，是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此，使用复合螺旋箍筋［4］来提高柱子的抗剪承载力，改善对砼的约束作用，能够达到改善短柱抗震性能的目的。

2.2 采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，这样，在地震作用下，柱子将首先达到抗弯强度，从而呈现出延性的破坏状态。

人为削弱抗弯强度的方法，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般，连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。

对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明［3～4］：采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变，抗弯承载力稍有降低，但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高，其破坏形态由剪切型转化为弯曲型，从而实现了短柱变“长柱”的设想，有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用［5］。2.3 采用钢骨砼柱

钢骨砼柱由钢骨和外包砼组成。钢骨通常采用由钢板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。

与钢结构相比，钢骨砼柱的外包砼可以防止钢构件的局部屈曲，提高柱的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。采用钢骨砼结构，一般可比钢结构节约钢材达50％以上［6］。此外，外包砼增加了结构的耐久性和耐火性。与钢筋砼结构相比，由于配置了钢骨，使柱子的承载力大大提高，从而有效地减小柱截面尺寸；钢骨翼缘与箍筋对砼有很好的约束作用，砼的延性得到提高，加上钢骨本身良好的塑性，使柱子具有良好的延性及耗能能力。

由于钢骨砼柱充分发挥了钢与砼两种材料的特点，具有截面尺寸小，自重轻，延性好以及优越的技术经济指标等特点，如果在高层或超高层钢筋砼结构下部的若干层采用钢骨砼柱，可以大大减小柱的截面尺寸，显著改善结构的抗震性能。

2.4 采用钢管砼柱

钢管砼是由砼填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料，是套箍砼的一种特殊形式。由于钢管内的砼受到钢管的侧向约束，使得砼处于三向受压状态，从而使砼的抗压强度和极限压应变得到很大的提高，砼特别是高强砼的延性得到显著改善。同时，钢管既是纵筋，又是横向箍筋，其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下，这相当于配筋率至少都在4.6％以上，这远远超过抗震规范［2］对钢筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于钢管砼的抗压强度和变形能力特佳，即使在高轴压比条件下，仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”，不存在受压区先破坏的问题，也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此，从保证控制截面的转动能力而言，无需限定轴压比限值［8］。规程［9］规定，钢管砼单肢柱的承载力可按式(3)计算：

N≤φ1φeN0(3)

式中，；

θ=faAa／fcAc称为套箍指标，0.3≤θ≤3；

φ1，φe的物理意义及计算方法见规程［9］。

由式（3）可以看出，当选用了高强砼和合适的套箍指标θ后，柱子的承载力可大幅度提高，通常柱截面可比普通钢筋砼柱减小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

3 小 结