某地铁车站开洞梁承载性能试验及数值分析研究

麦家儿 卢晓智 何冠鸿 裴行凯

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广州 510010）

0 引言

大多数建筑内部所必需的管线都直接从结构梁下部穿过，为了降低层高和工程造价，工程师多是采用密肋楼盖、宽扁梁、无梁楼盖［1-2］等改变结构形式的方法，但上述方法整体效果并非十分理想。如果在施工时，在建筑顶部梁结构上预留所需的孔洞，使得管线能从中通过，则可在增加建筑物的净空高度的同时，增大使用空间，有助于提升建筑美观效果。然而，梁结构预留的孔洞显然不可避免地会对其结构承载性能及变形特性带来负面影响。孔洞的存在使得梁截面不再保持连续，截面刚度发生变化，可能会导致洞角处的应力集中，致使结构达不到预期承载极限。

《混凝土结构设计规范》［3］（GB 50010—2010）中暂时没有针对腹部开洞的混凝土梁结构的设计有具体规定，但在《混凝土结构构造手册》［4］中，梁腹孔洞周边补强钢筋的计算能找到相关依据。蔡健等［5-8］以孔洞尺寸、弦杆配箍量等为变量对混凝土开孔洞的简支梁进行了系列研究，开展了共计42个矩形孔洞、29个圆形孔洞的混凝土简支梁试件在跨中集中荷载作用下的试验，分析了孔洞的不同属性对开洞梁相关性能的影响规律，为开洞梁的力学性质探究和理论设计方案提供了试验基础。刘荣桂等［9］以孔洞不同的高度位置变换为变量参数，进行了梁腹中部矩形开洞的3个两跨开洞梁和1个实腹梁试件（未开洞）的集中荷载试验，试验结果表明，腹部开洞混凝土连续梁的破坏形态为反弯点处开裂、混凝土的撕裂破坏，构件的终极承载力因上部弦杆的高度增大而相应提高。……