改善RC短柱抗震性能的方法评述.pdfVIP

第39卷 第 6期 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) Vo1．39 NO．6 2007年 12月 J．Xi’an Univ．of Arch．＆Tech．(Natural Science Edition) Dec．2007 改善RC短柱抗震性能的方法评述 郭子雄，李传林，黄群贤 (华侨大学土木工程学院，福建 泉州362021) 摘 要：短柱在地震作用下容易发生剪切破坏，在结构设计中如何避免短柱及对短柱进行有效加强以提高其 抗震性能是结构抗震设计的重要课题之一．本文系统阐述了结构设计中避免RC短柱及改善短柱抗震性能的 方法，指出了现有各种方法的特点及应用范围，并着重对几种新方法的原理进行了探讨．在实际工程设计当中 应根据结构的特点，综合考虑各方法的优劣，选择合理的方法，以有效改善RC短柱的抗震性能． 关键词：钢筋混凝土；短柱；抗震性能；延性 中圈分类号：TU375．3 文献标识码：A 文章编号：1006—7930(2007)06—0808—06 对于多、高层RC框架结构，为满足规范规定的轴压比限值要求，往往要求柱截面足够大，这不仅影 响了建筑物的使用空间，且易形成短柱．另外，大量震害表明，设有错层、夹层、嵌砌于柱间的窗下墙或嵌 砌于柱间的翼墙等情况下，也容易形成短柱或超短柱，此时柱的刚度变得很大，地震作用下将吸收更多 的水平力，从而导致短柱的脆性剪切破坏，而这种破坏的突然发生，无任何延性可言，最后导致建筑物的 局部破坏乃至整体倒塌．因此，如何采取有效措施提高柱的延性，放宽柱的轴压比限值，对于提高结构的 抗震能力，保证结构的安全性和经济性都具有非常重要的意义． 迄今为止，国内外研究者针对拟建建筑和已建建筑分别提出了许多避免短柱和改善短柱抗震性能 的方法，这些方法已经已经广泛应用于实际的工程项目，取得较好的经济效益和社会效益．本文将对这 些方法尤其是一些新方法进行较为系统的评述，指出各种方法的原理、特点及优劣，以期为工程结构设 计提供指导． 1 传统的钢筋砼方法 1．1 箍筋加密方式 大量试验研究及震害表明，配箍率是影响钢筋混凝土柱抗震性能的重要因素之一．随着配箍率的增 加，柱的抗剪承载力及延性均可有效提高．框架柱箍筋的常用配置形式如图1所示．其中，配置复合箍 筋、复合螺旋箍或连续复合矩形螺旋箍 。 的主要目的是为了对核心区混凝土形成良好的约束作用，达 到改善延性及提高抗震性能的目的． 普通矩形箍筋仅能使箍筋角部和核心混凝土受到约束，与其相比较，圆螺旋箍的约束效果更好，因 此配有圆螺旋箍的矩形截面短柱的抗震性能有所改善(图la)．这种做法可以有效提高短柱的抗震性 能，但该法施工复杂，费工费料，且需专门的制作螺旋箍的设备．连续的矩形螺旋箍以及连续的菱形复合 螺旋箍虽能较为有效地提高RC柱的抗震性能，但在施工过程中存在箍筋间距难以控制，且也需专门的 弯制机械．工程中常用来提高柱抗震性能的复合箍有井字复合箍、十字拉钩复合箍、菱形复合箍、八角形 复合箍(图1b)，其中以井字型和十字拉钩型效果最好．但复合箍一般仅对1．5≤ ≤2．0的短柱有效，而 对 ≤1．5的短柱效果不理想． 收稿日期：2006—09—17 修改稿日期：2007一l1—22 基金项目：国家自然科学基金资助项目；福建省重大专项前期研究项目(2oo5YZlO17)；福建省自然科学基金资助项目 (E0410024) 作者筒介：郭子雄(1967-)，男，福建泉州人，教授，博士生导师，主要从事工程抗震防灾方向研究． 第6期 郭子雄等：改善RC短柱抗震性能的方法评述 809 画 (a)spiral hoops with circular and rectangular-shaped (b)different types of overlapping hoops 图 1 柱箍筋主要配置截面形式示意图 1^r