谢骜宇
江苏省建筑设计研究院有限公司 江苏 南京 210000
摘要：一些建筑为了能够拥有更大空间个特定功能，一般楼层都会很高，建筑的结构设计也与一般的不同，会造成很多的穿层柱，造成结构等不符合标准，存在一些安全隐患等问题。对此，我们应该高层建筑的结构设计和功能进行更详细准确的分析，并结合实例来找到合适的安全的实施方法。根据建筑的位置和性质不同对其进行抗震分析，并按照一定的标准加强建筑的抗震举措，从而满足建设的要求。
关键词：高层建筑；穿层柱；抗震分析；设计探讨
引言
对于高层建筑的结构设计过程，应在遵守现行的一系列建筑行业规范要求的前提下，对部分有规范地进行布置和认定，在保证建筑的整体及美观性的同时，也要保证筑本身的实用性和安全性。
1、穿层柱的受力问题及破坏原因分析
由于地板开口部分引起框架柱没有相互连接和一直有个方向的框架柱与梁进行了链接这些情况都会引起穿层柱的形成。在建设前对建筑进行计算的过程中，在局部地板的刚性范围内，处于开孔状态的中间地板大幅度减弱，这会造成面内变形，并在一定程度上影响着压力的传达和分布。另外，由于没有连接，或连接非常非常脆弱，不能有效地向穿层柱传递水平方向的力。对于穿层柱这一方面，它在中层不再受梁板的压制和约束，从而它的高度会变高，对应的刚性就会减少，计算出来的长度也会增加。由于上述的理由，建造出的主子的实际刚度就会和模型和计划产生不同，以及以下的每一步都会有所差异。以前的方法是根据垂直分量的刚性分散水平力来进行水平力的分配，并且一般的层模型的分析计算软件通常处理同一层柱子的刚度和长度，所以在进行设计规划时应特别注意这一方面的问题。层状柱计算出的刚度明显比常规柱的刚度小，因此层状柱所共有的水平力减小。但是，由于 中国抗震加固的三个等级目标“小地震不坏，中度地震可修复，大地震不破坏性”，原有框架柱在中度条件下开始变成塑性状态。伴随着程度的降低和地震力的降低的大地震。但是，因为被分配给柱子的初始地震力低，弹性状态下刚性不变，地震力传达给柱子，使穿层住所承受的地震力加大。这种应力特性的结果是，结构进入可塑性后的内力再分布与通常的结构不同，组件按不同的可塑性的顺序，使整个结构刚度下降的过程更加困难。因此，估计结构塑性化后的层状柱的内力是非常困难的，设计也变的更加复杂。但是，如果不考虑这个的话，由于特别的设计处理，层状柱会产生意想不到的损伤，降低构造物的安全性。
2、结构超限情况及设计思路
随着我国现代化的发展，建筑楼层越来越高，结构越来越复杂，这也就要求开发商设计出符合要求的建筑结构。也就是进行建筑结构超限设计。建筑超限在结构上与往常的建筑有很大的不同：（1）地板不再具有连续性：一些楼层的地板可以利用的宽度不足规定宽度的百分之三十五，并且开通之后的两侧地板宽度都不足两米。（2）平面变得不规则：在偶发性偏差下的扭力位移比大于1.2，建筑物在一部分平台的突出长度和使用宽度的比率大于2。（3）局部不符合标准：部分建筑可能存在孔柱和斜柱的情况。面对这些可能出现的问题，以下的技术对策和强化对策被采用在考虑的设计中。（1）为了证明所作出计算模型的合乎标准，应该利用多软件比较分析。同时，时间历史分析被用作响应谱分析和包络设计的补充。（2）地板的不连续性会影响整个建筑的结构。弹性板被用于补充分析，用以计算研究地板在实际表面内刚度下的地震响应、内力分布及支撑力度。(3)关于倾斜柱、层状柱等组件的不利布局，进行坐位体分析和反连续崩坏设计补充，验证组件的可实施性，并对其功能进行设计。(4)完善对罕见地震时弹塑性的分析和应对措施，证明建筑在面对地震时的整体性能和破坏倾向，特别注意对一些薄弱环节的处理完善。
3、高层建筑穿层柱抗震分析与设计探讨
3.1穿层柱分析
假如一栋中央大楼，它的入口门厅时3层高，一部分的框架柱就是穿层柱，柱子不拉梁，东西方向和南北方向都有拉梁，给出柱的大小为700mm*700m，这一结构的最初加载1.0D+1.0L，接着单位作用力应用在柱子上部，就能取得临界屈曲负荷系数，这样就能求出临界负载Ncr，就是两者的乘积。然后，根据欧拉公式可以得到m为0.26，也就是说，柱的理论计算长度也就可以求出，所以在进行柱的设计时可以去长度系数为1.
3.2穿层柱承载力及稳定性分析处理
对于穿层柱的结构稳定性的分析等是很有必要的。针对不同的情况，要采取对应的措施。在进行设计时，应该利用正确可靠的方法，保证穿层柱的连接，并适当增加连接洞口的平板的厚度，对地板进行加固强化，并加大配件的使用力度进行加固加厚。
3.3结构主要加强措施
在高层建筑建造中，所用到的材料都必须符合标准，比如强度、硬性、延展性等。（1）一些边缘部件的建设时，软管的角应当设置为全高，管的外壁，除去角轴方向的压缩比增加到0.30，管内壁被束缚的边缘构件拓展到下部加固区域上的一个层。芯管外壁的八角的地方追加了断面钢一直到4层。（2）对也写特定区域的抗震要求进行提高，在剪切底部加固区的抗震措施应提高到最高的等级。在面对中大型地震时，偏心张力小的混凝土材料的抗震结构也应该为特别等级。在面对更大强的的拉伸力时连，需要设定截面钢来承受拉伸力。（3）为了让垂直构件横向刚度和支撑力的连续性得到提高，应当设置更小的截面过渡层在普通混凝土和型钢混凝土之间，使混凝土强度梯度变化和垂直构件截面大小的不同区别开。（4）在设计小地震时应该增加弹性时间历史分析，根据7条时间历史曲线的均值和地面地震剪切模式分解响应计算出较大的结果，并根据这个结果对地震力量进行调整。（5）组件加固结果不仅仅符合一些小地震、地震级调整、风负荷计算标准，还与中地震下设定的性能目标执行封顶设计。（6）在进行建筑设计的过程中，可以在建筑的双筒框架间设置相应的型钢，并按照相关规定进行设计，连接到雏形墙四个角的地方设定节段，加强这一板块的抗震性能，为了确保建造成可靠连接型的钢制梁和墙体，结构测量间框架应为特技抗震水准。（7）还应该注意到楼层地板建造材料的性能和外界温度等进行更高精确的规划。（8）如果出现部分地方的地板洞口面积过大的情况，为了保证水平传递里的准确性，应该增加孔周围的板块的厚度，基于地震时地板的反应能力分析，对一些弱点地方进行加固加强。（9）在进行设计时应当对水平和垂直分布的钢筋的数量水平都进行提升，从而能够应对突发的地震，并对结构中相对弱势的部位进行完善，也就是在结构底部增加型钢的设置，来达到目的。（10）对于建筑的耐震延展性的分析时，不难发现一些脆弱的位置需要强度更大措施来进行规范，来加强建筑的可塑性。
结束语
通过全文的分析我们可以得到以下结论(1)本项目通过软件分析对比，确认小地震时建筑物的所有指标都符合标准。(2)目前的屈曲分析可以适当地模拟组件两端的实际约束时的情形，并且可以使用低阶模式中的不稳定系数可逆地计算计算出所需要的长度系数。计算出的长度被代入设计之后，交叉层列的设计被再次核实设计。为了避免其他梁柱和柱子受损造成的内力再分配，应该对柱子的筋进行完全加密，并根据一级地震结构等级的改善措施进行强化。(3)通过对复杂应力下的倾斜柱及其连接框架的性能分析、防倒塌设计思想理念及对周围组件做出的影响进行分析，找出其中的不足之处，并进行改善修正。
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