2.2 采用分體柱
由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在
地震作用下往往是因剪壞而失效，其
抗彎強(qiáng)度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎
強(qiáng)度，使抗彎強(qiáng)度相應(yīng)于或略低于
抗剪強(qiáng)度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。
人為削弱抗彎強(qiáng)度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫將短柱分為２或４個(gè)柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間可以設(shè)置一些連接鍵，以增強(qiáng)它的初期剛度和后期耗能能力。一般，連接鍵有通縫、預(yù)制分隔板、
預(yù)應(yīng)力摩擦阻尼器、素砼連接鍵等形式。
對(duì)分體柱工作性態(tài)的理論分析和試驗(yàn)研究表明［３～４］：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。分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用［５］。2.3 采用鋼骨砼柱
鋼骨砼柱由鋼骨和外包砼組成。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。
與
鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼骨砼柱的外包砼可以防止
鋼構(gòu)件的局部
屈曲，提高柱的整體剛度，顯著改善鋼構(gòu)件出
平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使
鋼材的強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨砼結(jié)構(gòu)，一般可比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材達(dá)５０％以上［６］。此外，外包砼增加了結(jié)構(gòu)的
耐久性和
耐火性。與鋼筋砼結(jié)構(gòu)相比，由于配置了鋼骨，使柱子的承載力大大提高，從而有效地減小柱截面尺寸；鋼骨翼緣與箍筋對(duì)砼有很好的約束作用，砼的延性得到提高，加上鋼骨本身良好的
塑性，使柱子具有良好的延性及耗能能力。
由于鋼骨砼柱充分發(fā)揮了鋼與砼兩種材料的特點(diǎn)，具有截面尺寸小，自重輕，延性好以及優(yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等特點(diǎn)，如果在高層或超高層鋼筋砼結(jié)構(gòu)下部的若干層采用鋼骨砼柱，可以大大減小柱的截面尺寸，顯著改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。
2.4 采用鋼管砼柱
鋼管砼是由砼填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合
結(jié)構(gòu)材料，是套箍砼的一種特殊形式。由于鋼管內(nèi)的砼受到鋼管的側(cè)向約束，使得砼處于三向受壓狀態(tài)，從而使砼的
抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，砼特別是高強(qiáng)砼的延性得到顯著改善。同時(shí)，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值至少都在９０以下，這相當(dāng)于配筋率至少都在４.６％以上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)抗震規(guī)范［２］對(duì)鋼筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于鋼管砼的抗壓強(qiáng)度和變形能力特佳，即使在高軸壓比條件下，仍可形成在受壓區(qū)發(fā)展塑性變形的“壓鉸”，不存在受壓區(qū)先破壞的問(wèn)題，也不存在像鋼柱那樣的受壓翼緣屈曲失穩(wěn)的問(wèn)題。因此，從保證控制截面的轉(zhuǎn)動(dòng)能力而言，無(wú)需限定軸壓比限值［８］。規(guī)程［９］規(guī)定，鋼管砼單肢柱的承載力可按式(３)計(jì)算：
N≤φ1φeN0(3)
式中，；
θ=faAa／fcAc稱為套箍指標(biāo)，０.3≤θ≤３；
φ1，φe的物理意義及計(jì)算方法見規(guī)程［９］。
由式（３）可以看出，當(dāng)選用了高強(qiáng)砼和合適的套箍指標(biāo)θ后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比
普通鋼筋砼柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。
3 小 結(jié)
１確定是不是短柱不宜按Ｈ／ｈ≤４來(lái)判別，而應(yīng)按剪跨比λ＝Ｍ／Ｖｈ≤２來(lái)判別。一般情況下，可采用本文式（２）來(lái)判別。當(dāng)需要初步判別是否屬于短柱時(shí)，可先按Ｄ值法確定反彎點(diǎn)高度比ｙｎ，然后按本文式(２)來(lái)判別。
２當(dāng)按剪跨比λ判定柱子不是短柱時(shí)，按一般框架柱的抗震要求采取構(gòu)造措施即可；確為短柱，就應(yīng)當(dāng)盡量提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，采取各種有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。使用復(fù)合螺旋箍筋，采用分體柱技術(shù)均可有效地改善短柱的抗震性能；采用鋼骨砼、鋼管砼等新結(jié)構(gòu)，可顯著提高柱的承載力，減小柱截面尺寸，避免在結(jié)構(gòu)下部出現(xiàn)短柱尤其是超短柱。因此，在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工程的具體情況，盡量采用上述新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，來(lái)避免短柱脆性破壞問(wèn)題的發(fā)生。
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