柱子轴压比超限怎么办？

小易

轴压比是结构设计中一个非常关心的参数。这里的“轴”指的是柱子的轴力，“压”指的是柱子的混凝土的抗压强度。
轴压比的计算公式为N/(fc·b·h0)，这里N是柱子的轴力，fc指的是柱子的混凝土的抗压强度，b和h0分别为截面的宽度和高度。随着柱子的轴压比增加，柱子的延性变差。
为保证结构的延性，抗震规范中对于轴压比有明确的限值，如下表所示。


如果抗震验算中，轴压比超过限值怎么办？可以考虑如下方法：

01 加大柱子截面面积
由轴压比的计算公式可以看出，加大截面高度和宽度，即截面面积，轴压比可以降低。
对于多层框架结构，可以通过增加截面面积的方法来减小轴压比。但是，对于高层建筑结构，房屋高度大、层数多、柱距大，单柱轴向力很大，增大截面面积会增加自重和材料消耗，而且妨碍建筑功能。
02 采用高强度混凝土
由轴压比的计算公式知，增加混凝土的强度fc，轴压比可以降低。与采用C40的框架柱相比，采用C60~C80的高强混凝土，可以减小柱截面面积30%左右。当前，C60混凝土已经广泛采用，并取得了良好的经济效益。
03 采用型钢混凝土
型钢混凝土柱截面含钢面积5%~10%，可使柱截面面积减小30%~40%,由于型钢骨架对钢结构的制作、安装能力要求较高。
因此，目前较多用在高层建筑的下层部位柱，转投层以下的支柱；也有少数工程全部采用型钢混凝土梁和柱。
04 采用钢管混凝土
钢管混凝土可使柱混凝土处于有效侧向约束下，形成三向应力状态，因而延性很大，承载力提高很多。钢管的壁厚一般为柱直径的1/100~1/70。
钢管混凝土柱如采用高强混凝土浇筑，可以使柱截面减小至原截面面积的50%左右。但目前某些钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点构造较难满足8度设防的抗震，设计时应重视。
需要注意的是，对于型钢混凝土柱轴压比计算公式为N/(fc A+fa Aa）.其中，N为考虑地震组合的柱轴向力设计值，A为扣除型钢后的混凝土截面面积，Aa为型钢的截面积，fc和fa分别为混凝土的轴心抗压强度设计值和型钢的抗压强度设计值。
型钢混凝土柱轴压比限值应满足下面表格的要求。