钢筋混凝土蜂窝梁（开圆孔）受力性能研究

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1、建筑技术第44卷第4期2013年4月·354·ArchitectureTechnologyVo1．44No．4Apr．2013钢筋混凝土蜂窝梁(开圆孔)受力性能研究方梅，邱剑2(1．武汉大学土木建筑工学院，430072，武汉；2．武'『叉市建筑设计院，430014，武汉)摘要：钢筋混凝土蜂窝梁能使设备管道从梁腹中穿过，降低建筑层高，在工程中具有广泛的应用前景。然而相比常用的结构形式，钢筋混凝土蜂窝梁在梁腹开孔后会对构件的强度和刚度产生一定的影响。在武广客运专线新株洲火车站结构设计中，以候车大厅钢筋混凝土主梁采取的梁腹部连续开孔为实例，利用有限元软件ANSYS对其进行模拟

2、分析，讨论了蜂窝梁的孔洞布置方式、孔间净距等对其受力性能的影响；对采用钢板补强措施的蜂窝梁的受力性能做出评价，并提出了相应的设计建议。关键词：钢筋混凝土蜂窝梁；有限元分析；应力；挠度中图分类号：TU375．1文献标识码：A文章编号：1000—4726(2013)04—0354—04RESEARCHoNMECHANICALBEHAVIOROFREINFORCEDCoNCRETEBEAMSWITHWEBOPENGSFANGMei．QIUJianf1．WuhanUniversity，SchoolofCivilEngineering，430072，Wnhan，China；2．W

3、uhanArchitecturalDesignInstitute，430014，Wuhan，China)Abstract：TheRCbeamswithwebopeningshaveawideapplicationprospectinengineering,whichenabletheequipmentpipesacrossfrom，SOastoreducethestoreheightofthebuilding．However，comparingwiththenormalRCbeams，theRCbeamswithwebopeningshavesomeeffectsons

4、trengthandrigiditybecauseofthewebholes．Inthispaper，basedonthemainRCbeamwithcontinuouslyweblargeholesinthewaitinghallofWuguang-Zhuzhourailwaystation，usingfiniteelementsoftwareANSYS，ninefiniteelementmodelswithdifferentparametersaredesignedtoanalysistheinfluencesofwebholeslayoutmodeonthemec

5、hanicalproperties．Furthermore，thesteelplatestrengtheningRCbeamwithwebopeningsisalsoanalyzed．Andthensomeappropriaterecommendationsaremadefordesign．Keywords：RCbeamwithwebopenings；finiteelementmethod；stress；deflection我国在一些具体工程中运用了圆孔蜂窝梁，如1钢筋混凝土蜂窝梁受力性能的有限元分析北京国际机场、广州火车站、武广客运专线新株洲站等。但目前蜂窝梁在实际工

6、程中应用仍有限。原因在本文利用非线性有限元分析方法针对开设圆孔于相比于同截面的钢筋混凝土实腹梁，梁腹开孔措的钢筋混凝土梁的8种模型分别进行分析。研究了孔施会对蜂窝梁的受力性能造成一定影响；在同样荷洞的偏心位置、孔间净距、钢板加强措施对蜂窝梁受载情况下，破坏形态也会不同；同时，由于孔洞周围力性能的影响。存在应力集中现象，导致裂缝过早开展，这在开方孔1．1ANSYS有限元模型的建立的情况下表现得尤为严重。而现行规范或相关的设本文采用ANSYS进行有限元分析计算，钢筋混凝计手册只涉及了梁腹部开单孔的设计方法，对钢筋土蜂窝梁的跨度、尺寸、截面尺寸、受压、受拉钢筋及混凝土多孔梁的

7、设计理论和方法则没有说明，这给箍筋的组合截面如图1所示。蜂窝梁在实际工程的应用带来局限。因此有必要对1．1．1材料性能参数混凝土蜂窝梁的受力性能进行系统的研究，探讨混材料性能参数的选择参考《混凝土结构设计规凝土蜂窝梁最合理的孔洞尺寸和布置形式，对混凝范》(GB50010-2010)。钢筋和混凝土的材料性能如表土蜂窝梁的受力计算和设计方法进行总结，提出其1和表2所示。钢筋采用双线性随动硬化材料。表1和表构造保证措施。2所列出的数值在ANSYS有限元分析中表现为定义的材料实常数。1．1．2荷载以实际模型为例(即模型8)，对模型施加的荷载收稿日