摘要：我国地质灾害多发，对人民群众的生命财产安全造成了极大的威胁。短柱易发生脆性破坏，为了能够更好的提高高层建筑的抗震性能，必须要针对高层建筑中存在短柱问题进行分析，并且积极采取应对措施，有效避免因为短柱问题而形成的破坏，从而增强高层建筑抗震结构的整体稳定，提高高层建筑的整体质量。
关键词：高层建筑；抗震设计；短柱问题；解决方案；处理对策
引言
高层建筑结构作为当前我国最常见的建筑结构，是促进城市现代化建设的重要方式。由于高层建筑结构选材广泛、施工技术成熟、造价低廉，在当前建筑行业应用广泛。但是由于高层建筑结构非常容易受到地震的影响而出现破坏，对人民群众生命和财产造成威胁。短柱问题在高层建筑中常常会出现，由于短柱截面较大，剪跨度比较小，延性低，很容易在地震发生时发生脆性破坏。
1高层建筑抗震设计中短柱问题
在高层建筑抗震设计过程中，柱净高与截面高度比值不大于4，可以判定为短柱。通常情况下高层建筑由于梁比较小，尤其是底部的嵌固结构会导致梁对柱产生的约束弯距较小，这样也会造成柱的反弯点要高出柱中点。甚至很多的高层建筑柱中不存在反弯点。在这种情况下对于短柱的判断无法按照柱净高和截面高度的比值小于4，所以可以采用剪跨比是否小于2。如果框架柱反弯点距离柱中点比较远，柱的上下截面弯矩值会出现异常，其剪跨比也会存在差异。如果要判断该处是否为短柱，必须要选择上下截面最大剪跨比进行判断。如果发现连续剪跨不变而截面出现上下配置的纵筋相同，则弯矩较大的区域很容易发生剪切破坏的问题。在框架柱中弯矩较大的区域也会因为临界斜裂缝而产生问题。从当前实际情况来看，柱高或者出现连续梁剪跨区间弯曲越大则区域剪跨比越大。随着剪跨比的增加混凝土的抗剪能力也会变小，导致承受能力因为剪切破坏的影响造成弯曲变大，所以必须要根据截面的最大剪跨比判断是否存在短柱的问题。一般情况下，在高层建筑内框架柱的反弯点会比较高，由于柱上截面弯矩值比下截面弯矩值要小，所以经过判断下截面的剪跨比要小于2。另一种办法则是根据判断柱净高与截面高度比是否为小于2的反弯点高度，如果反弯点在柱中点，则柱净高应该与截面高度比值小于4，如果反弯点在柱上段，则柱净高与截面高度比值应该小于2，如果不存在反弯点则截面最大剪跨比，应该按照小于2的方式来判断。实际工程中，一般在下列几个位置容易出现短柱：结构错层标高差较小处；层高较小的设备层处；结构底层柱截面较大处；框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台处；采用柱下独立基础或条形基础，基础顶到基础梁处等等。同时还应注意计算的方向，柱子的截面高度应选取沿填充墙平面内的柱子截面尺寸，而不是选取柱子截面尺寸最大值。
2如何改善短柱抗震性能
2.1配置复合螺旋箍筋
高层建筑框架柱的剪力必须要满足剪压比限值，同时要提高抗弯能力。由于柱段的抗弯承载能力符合强柱弱梁的标准，对于短柱来说只要其同时能够满足强剪弱弯以及强柱弱梁的条件，就能有效约束剪切破坏引起的结构位移，复合螺旋箍筋的整体连续特性，能够有效保证柱子的抗剪承载力，改进混凝土的约束力从而能够显著提高构件的承载力及抗破坏能力，进而达到超越普通混凝土构件的抗震效果。
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2.2分体柱
高层建筑中短柱抗弯性能要比抗剪性能更好，但是因为在地震下经常会呈现剪切破坏，所以在地震中抗弯性能无法有效的提高高层建筑的抗震质量，为了有效避免高层建筑在地震中受到破坏，可以通过削弱短柱的抗弯强度来增加抗剪强度，当地震发生时，短柱的抗弯强度会首先达到极限，剪切破坏会变为延性破坏，而通过削弱短柱增强抗弯强度时，可以利用分柱体的办法。首先沿着竖直方向，在短柱中设置缝隙，将短柱分割成2～4个柱肢。其次在分体柱的各柱之中进行配筋，提高分体柱的初期刚度和后期性能。通过利用分体柱的方式，尽管没有能够有效改变短柱的抗剪强度，使得短柱的抗剪强度下降。但是经过实践证明，分体柱的变形能力和延展性能都有明显提高，而短柱所受到破坏也会转变为弯曲破坏。实现了短柱变长柱的效果，而且增加了短柱的抗震性能。
2.3钢骨混凝土柱
钢骨混凝土柱由钢骨和外包混凝土两部分共同组成，钢骨通常由钢板焊接构成或者直接通过压制的方式，形成工字、口字或者十字的截面，外包混凝土主要是能够提高短柱的整体刚度，保证钢构件平面的弯扭曲承载力，避免出现局部屈曲的情况，同时保证钢材能够充分发挥出强度的性能。钢骨混凝土的钢材要比一般的钢结构使用更少，提高了建筑结构的绿色环保水平，由于外包混凝土部分属于耐久性与耐火性的材料，提高了整个钢骨混凝土柱的使用寿命。同时配置钢骨的混凝土要比一般的钢筋混凝土强度更高，提高了柱子的承载力，保证柱子截面的尺寸变小，而钢骨混凝土和箍筋能够更好的约束混凝土，保证其延展性得到增强。钢骨混凝土柱兼具钢与混凝土的优点，不仅截面小、重量轻、延性好，而且造价成本低廉，符合建筑生命周期的建筑要求。提高了建筑整体的抗震能力。
3提高高层建筑的抗震性能
3.1合理设置高层建筑结构的纵横墙
与建筑平面和立面相类似，纵横墙作为高层建筑结构的主要构件，对于高层建筑结构抗震性能也有着非常关键的作用，在通常情况下，必须要保证纵横墙的设置受力均匀，并且能够通过纵横墙共同承担高层建筑结构的荷载。从目前来看，高层建筑结构设置依然会采取单一的纵墙或者横墙的方式来承重。这样不仅会导致整个空间的承重性能较差，而且还影响了整个建筑结构的抗震能力。为此在进行墙体布置的过程中，必须要合理的将纵墙与横墙进行适当搭配，避免了墙体变形，从而提高多层建柱高层建筑结构的一体性。同时通过合理设置纵横墙还能够提高高层建筑结构的抗弯、抗剪性能。如果高层建筑结构存在特殊的情况，也就是纵墙不能够有效贯通，则可以通过纵横墙交接的地方设置配筋的方式。同时也要注意不能够在纵墙或者横墙设置较大的洞口。
3.2提升高层建筑结构的整体性
一般来说，具整体性较高的结构具有较高的抗震性能。由于高层建筑结构一体性设置较差，很容易影响整体建筑的抗震性。所以通常情况下利用现浇钢筋混凝土楼板的方式，可以提高高层建筑结构水平刚度。同时利用现浇钢筋混凝土的方式，还能够避免出现平滑散落的问题。针对高层建筑结构能够有效的提升墙体的刚度，并且实现力的水平传播，并且认真按照相关的设计方案和设计要求进行施工。
结语
本文针对高层建筑结构抗震设计中短柱问题存在的问题进行深入分析，提出了针对性的解决方法，提高了短柱的延性，加强了结构抗震性能。同时，从提高建筑结构整体抗震能力的角度，来避免短柱在地震作用下的破坏。
参考文献：
[1]张敬铭，韦珂俊.钢管再生混凝土与钢筋再生混凝土轴压短柱力学性能的试验分析优化设计[J].混凝土，2018（04）：50-52.
[2]王蕾.浅谈高层建筑抗震中短柱的问题及改善措施[J].科技创新与应用，2012（03）：204.
论文作者:胡波
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/31
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