楼板局部开洞对高层建筑结构整体抗震

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1、楼板局部开洞对高层建筑结构整体抗震性能影响的分析张敬书1、2，马志敏1、2，莫庸3，王尔昌3，段会静1’2(1西部灾害与环境力学教育部重点实验室(兰州大学)兰州730000；2兰州大学土木工程与力学学院兰州730000；3甘肃省建设科技专家委员会，兰州730000)提要本文对某模型工程在下层不同部位局部开洞，采用SATWE程序，分析了开洞对结构整体性能的影响。计算表明，楼板局部开洞对结构整体性能影响不大，如果建筑必须在楼板局部开洞，结构专业应尽可能满足其要求，但对开洞后形成的薄弱部位应予以加强。关键词楼板局部开洞；刚性楼板；弹性楼板规范⋯、规程昭’均对高层结构的楼面开洞提出了规则性

2、的要求：楼面开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30％；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。但在某些实际工程中，这一要求很难满足，这时，需要判断楼板局部开洞对高层建筑结构抗震性能的影响，如果是对整体抗震性能有不利的影响，则应该严格控制楼板局部开洞；反之，如果仅仅是局部影响，对整体抗震性能影响不大，则应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响，并对薄弱部位采取有效的加强措施。本文对某模型工程进行对比分析，并在此基础上提出了改进和加强的具体措施，可供设计参考。1计算模型计算模型如下：某18层高层建筑，

3、平面布置为32×72m2的规则矩形(图1)，长宽比为2．25。柱距均为8m，层高3．6m，总高64．8m。采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。采用中国建筑科学研究院PⅪ)~IcAD工程部编制的“S姗”程序日’进行结构计算。弹性楼板均定义为“弹性楼板6”(面内、面外刚度均考虑)‘4’。计算振型数为15个，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0．209，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，框架和剪力墙抗震等级均为一级。周期折减系数为0．75，考虑偶然偏心和双向地震扭转效应。中梁刚度增大系数为2．00，梁端弯矩调幅系数为O．85，连梁刚度折减系数为0．55，梁扭矩折减系数为O．40。张

4、敬书，男，1966．12出生，工程硕士，副教授西部灾害与环境力学教育部重点实验室(兰州大学)开放基金”和“甘肃省建设厅2007年度科技攻关项目”资助项目．762．2计算结果分析为分析楼板局部开洞对建筑抗震性能的影响，该楼进行了在l～4层楼板局部开洞(其他层不开洞)前后的对比计算，在定义为弹性楼板时，仅l～4层中间部位3个开间定义为弹性楼板。2．1楼层中间部位边部对称开洞表1给出了该楼l～4层在中部3个开间上下两侧对称开洞时的结构计算结果，包括第一振型周期、最大弹性层间位移角。同时为了分析楼板开洞对刚度的影响，表l也给出了第4层和第5层的楼层侧向刚度比、楼层层间受剪承载力比的具体数据

5、。在楼板局部开洞时，表中下4行开洞均已超出了规范规则性的要求，而且在最后l行数据中，中部楼板3个开间已经全部开洞。从表中可以看出：1)楼板局部开洞后，结构整体刚度有所降低，但降低的幅度不大2)考虑楼板为弹性楼板后，结构周期加大，位移加大，但受开洞面积和大小影响不大。3)从楼层侧向刚度比可以看出，楼板局部开洞后，开洞楼层侧向刚度有所降低，但降低幅度很小。4)楼层层间受剪承载力比与楼板开洞与否没有关系，也与楼板计算假定没有关系。‘400400j面4∞400i面400400∞胡o枷‘∞O10咖hd⋯⋯自晶40∞”∞o．∞喊。400400卣d4【lo4呻虚i4004【l【)基l8l孽l晕基

6、最墨、量，鲁增噱墨量。●∞‘8∞删k晶㈣删‰晶‘∞咖删”瞄o10㈣㈣b酷。㈣·o嘲自66洲枷啪嘣。加嗍删k自删“f5日”●∞Ⅷ1量爱8l聋8l菪l量暑量事1事蕈8夏g墨罱孽皋塞宕搴寅景幄增墨滢，善、堇8一善、量。钾∞0舢h耐㈣埘“‰晶⋯蝴4州J柏p∞0·加伽bd“‘蛳柑咖b664咿ⅫⅧ哪‰J40p啪删k晶椭日∞’∞删b；删o∞嗍‘暑量l蠹暑器量蕈量晕8l8参妻喜奏8量孽囊季量M毒噎．暑、星。量堙、垦o话400‘∞O·o嗍自5610哪洲b耐舢柏o．”嘣’4∞伽”h酷籼洲h商删·∞‘“ao}，4伽哪40嗍1出J柏伊∞O删‰镕删柏伊柏08蕈墓g量晷8量8蕈量摹蕈l§l妒量8§掌寅搴囊8寅

7、孽§最8景量嚏皇溘8、星埕童一量图l：平面简图(不开洞)表1中部上下两侧对称开洞计算对比表第一振型周期最大弹性层间位楼层侧向刚度比层间受剪承载开洞情况移角力比刚性楼弹性楼刚性楼弹性楼刚性楼弹性楼刚性弹性板楼板．763．不开洞(图1)1／8431／8041．34201．29231．021．69111．70201／8691／8641．48811．46261．02两侧对称开洞(每侧各开洞8m，剩余楼l／8261／8011．31461．29021．021．69651．7025