柱破坏与结构设计-高层建筑钢筋混凝土概念

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：1978年日本宫成冲两次地震中，以及其他地震中类似的短柱也有很多破坏。在1975年日本大分地震中八重湖宾馆也是由于长、短柱共同受力，短柱破坏后长柱也破坏了。图4-35 日本十绳冲地震八户专科学校教学楼窗间墙短柱破坏角柱和节点区的破坏也是常见的。

（1）短柱的破坏是在1968年日本十绳冲地震以后才开始得到重视的。日本在20世纪50年代后已经按照“建筑标准法”进行抗震设计，但1968年十绳冲地震中，很多短柱遭受严重剪坏，图4-35是日本十绳冲八户专科学校教学楼短柱的破坏实景，十绳冲建造了很多由于开窗洞使窗间墙形成短柱的房屋^[38]，多数出现了类似的剪切破坏。图4-36是1972年尼加拉瓜地震时的短柱破坏情况。

1978年日本宫成冲两次地震中，以及其他地震中类似的短柱也有很多破坏。在1975年日本大分地震中八重湖宾馆也是由于长、短柱共同受力，短柱破坏后长柱也破坏了。

由1968年开始，日本开展了对短柱的试验研究，模型试验发现钢筋混凝土短柱在反复荷载作用下抗剪承载力降低，多数出现剪切破坏，如有长、短不同的柱子协同工作时，一般短柱先坏，使长柱受力负担加大，然后长柱破坏。

图4-35 日本十绳冲地震八户专科学校教学楼窗间墙短柱破坏

（2）角柱和节点区的破坏也是常见的。1999年台湾集集地震时台中县一幢14层钢筋混凝土居民住宅楼倒塌，经过调查和分析，发现倒塌是由一根角柱断裂引起的。该住宅平面如图4-37a、b所示，地下1、2层及地上1、2层为商场，3层以上全部为住宅，4层以上变成U形平面。该住宅为钢筋混凝土框架结构，由于1、2层间有夹层，1层层高为5.8m，1层角柱C1（见图4-37a）周围没有填充墙。设计时未考虑该结构为不规则结构，没有采取相应措施，震后经过分析和计算，发现框架柱的承载力和箍筋均不足，箍筋没有弯钩，主筋搭接等构造都未考虑抗震要求，更未考虑C1角柱的不利位置，C1角柱明显配筋不足，4-37c图指出，破坏由C1柱开始，C1柱折断后相邻柱子折断，上部楼层塌落，引发4楼缺口以北的楼层向前坍塌，损失惨重。

1967年委内瑞拉地震时有两幢相距不远的14层Cypress Cardens公寓和Con-vent Gardens公寓的钢筋混凝土框架的角柱破坏多而引起人们注意，图4-38是这两幢建筑物的平面图，图中标出的角柱都破坏了，也是由于节点区配筋不足，破坏部位接近节点区，图4-39是Convent Gardens角柱A破坏的情况，底层破坏严重，向上逐渐减轻。

图4-36 1972年尼加拉瓜地震时的短柱破坏

唐山地震中也发现多处角柱破坏的现象，唐山地震中塘沽天津化工厂氯醛车间多层厂房发现了角柱损坏的现象，见图4-40。天津友谊宾馆一根角柱的首层与半地下室交接部位发现斜裂缝，后来在宁河地震中这条裂缝加宽，并在节点区出现多道斜裂缝，外角部分混凝土压酥，角部纵筋压弯（图4-12b），设计时节点区未设箍筋。

图4-37 三民奇居住宅平面及角柱破坏（由台湾结构技师公会提供）

a）1楼平面 b）2楼平面 c）建筑物首先破坏位置

图4-38 委内瑞拉加拉加斯市两幢公寓建筑物的平面

（3）框架结构由于设计不当造成弱柱强梁，往往造成柱的破坏。在1976年唐山地震后。石油规划设计院曾经对48幢发生破坏的框架结构作了调查统计，结果发现，凡是具有现浇楼板的框架，由于现浇楼板和梁共同作用，大大加强了梁的承载力，其地震破坏均产生在柱子中，结构多有倒塌；凡是没有楼板的空旷框架（化工设备建筑），裂缝都出在梁中，框架结构没有倒塌。

图4-39 Convent Gardens角柱A的破坏

图4-40 塘沽天津化工厂氯醛车间厂房角柱断

柱破坏与结构设计-高层建筑钢筋混凝土概念

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