剪跨比与框剪结构中的短柱设计研究

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1、剪跨比与框剪结构中的短柱设计研究　　【摘要】随着科技的大力发展与时代的进步，在各大建筑物的建造过程中，钢筋混凝土框架一剪刀墙结构以及框一筒结构在很多时候已经成为一种必然选择。通过以往大量的实践结果表明，剪跨比与框剪结构中的短柱设计是否科学合理在很大程度上可以既直接决定高层建筑最终能够达到预期的要求。一般地说，如果在建筑过程中的层高一定的前提下柱子的截面过大，在结构底部就会自然而然的形成短柱。鉴于此，本文主要针对这一问题展开进行描述.希望能够在今后更好的防止超短柱由于抗剪切能力太弱而导致结构框架的脆裂破坏提供一些借鉴和参考。【关键词】高层建筑;短柱设计;剪跨比;框一剪结构;脆裂破坏　　众所周

2、知，在建筑设计过程中在很多时候会由于柱体抗弯承载力量比柱体的抗剪力打出许多的这种现象。如果在这种情况下遭到地震的突然侵袭，很容易就发生破坏，这样一来就会大大缩短高层建筑的使用寿命，严重的话甚至会造成毁灭性的打击，造成大量的人力物力财力损失。从这一点上来看，设计单位作为建筑物的关键组成部分必须想方设法根据实际需要优化对短柱的设计方案。　　一、正确判断短柱的方法一剪跨比剪跨比与框剪结构中的短柱设计研究　　【摘要】随着科技的大力发展与时代的进步，在各大建筑物的建造过程中，钢筋混凝土框架一剪刀墙结构以及框一筒结构在很多时候已经成为一种必然选择。通过以往大量的实践结果表明，剪跨比与框剪结构中的短柱设

3、计是否科学合理在很大程度上可以既直接决定高层建筑最终能够达到预期的要求。一般地说，如果在建筑过程中的层高一定的前提下柱子的截面过大，在结构底部就会自然而然的形成短柱。鉴于此，本文主要针对这一问题展开进行描述.希望能够在今后更好的防止超短柱由于抗剪切能力太弱而导致结构框架的脆裂破坏提供一些借鉴和参考。【关键词】高层建筑;短柱设计;剪跨比;框一剪结构;脆裂破坏　　众所周知，在建筑设计过程中在很多时候会由于柱体抗弯承载力量比柱体的抗剪力打出许多的这种现象。如果在这种情况下遭到地震的突然侵袭，很容易就发生破坏，这样一来就会大大缩短高层建筑的使用寿命，严重的话甚至会造成毁灭性的打击，造成大量的人力物

4、力财力损失。从这一点上来看，设计单位作为建筑物的关键组成部分必须想方设法根据实际需要优化对短柱的设计方案。　　一、正确判断短柱的方法一剪跨比　　通过过去很长一段时间里的工作经验表明，在判断框架柱的短柱是否真正满足实际需求的主要依据是柱的剪跨比，剪跨比的力学公式为：λ=M/vh。下面分别作出解释其中，M为弯矩，v为剪力，h是与弯矩M保持平行柱截面的高度距离。在λ大于2的情况下为长柱;当λ大于小于2的时候称为短柱;当λ小于的时候为极短柱。前面已经讲到，短柱在大多数时候会产生剪切破坏现象，长柱如果出现不良现象的话也容易导致弯曲破坏。一般地说，如果抗震设计的框架结构柱柱端剪力较大的话，此时剪跨比λ

5、会比较小，这样会造成短柱，从而产生斜裂缝进而破坏剪切。在设计中应当特别考虑到这一因素。除此之外，由于高层建筑中较容易受到柱子底部嵌固不同程度的影响，从而表现出柱子上下两端的约束相差大的情况，此时反弯点的高度肯定不会低于柱子的高度。事实证明，倘若框架柱的反弯点无法处于柱子中点位置的话柱子上下两端的弯矩必然会产生不同程度的差异，用公式可以表示为：Mt≠Mb≠。框架柱的上下剪跨比也会存在一定的差异，通过过去的工作经验表明，在这个时候设计单位最好的办法就是使用框架柱上下截面中弯矩相对而言较大的剪跨比，归纳的说，框架柱的受力情况其实就像是一个受有定值轴压力的连续梁，框架的剪切破坏绝大多时候都是发生于

6、弯矩偏大一点的位置。我们从相关力学理论看的话，在条件相同的前提下，弯矩相对而言比较大的区域其抗剪承载力会比弯矩比较小的区域要小一些，因此剪切破坏多数时候发生在弯矩比较大的位置也就显得不足为奇了。还有一点值得注意的是，在高层建筑的底部位置，框架柱的反弯点往往是偏向于上部位置，即Mb大于Mt.如果当时的情况需要框架柱是否属于短柱进行初步判定.设计师可先按D值法来计算出柱子的反弯点的相对高度比。但我们务必保证在施工图设计阶段按电算结果加以精准判断。　　二、框架柱的具体选型及破坏　　下面就主要从这两个方面进行分析。　　1、框架柱的具体选型。　　从上面的描述我们可以清楚的了解到，短柱现象在很多时候难

7、以避免，它会直接导致脆性剪切破坏的情况发生，在高层建筑的设计过程中应该最大限度的避免。但是我们不得不承认的是，随着高层建筑层数与高度的增大，倘若我们在设计过程中依然还是采用那种传统的普通混凝土，柱截面尺寸在当前这种大形势下必定会很大而导致短柱。因此我们必须在设计过程中想方设法提高混凝土强度，想要做到这一点就必须采用高强混凝土柱来尽可能的减少柱截面尺寸，但是高强混凝土柱一般延性会比较差，在使用期间稍微不注意很容易导致柱子产