楼板局部开洞对框架结构受力性能影响分析

李文明，唐田雨，仲怀峰，王 鹏，张 帆（中建八局第三建设有限公司，上海 201206）

楼面开洞对结构受力，尤其是整体性能的影响不言而喻。随着城市老旧建筑更新加快，目前，既有建筑改造和加固的项目越来越多，如加装电梯、楼板局部开洞等。此时，结构加固设计人员就需要合理评估楼板开洞的影响，以便有针对性地采取有效的加固措施，保证建筑安全达到安全，经济的效果。

本文采用 SAP 2000 建立 3 个钢筋混凝土框架模型，探究楼板局部开洞、洞口边梁施加预应力对框架结构层间位移角和最大层间位移与层间平均位移比值的影响，对比分析不同模型中洞口边梁的内力和变形。

1 模型建立

框架模型为X方向 2 跨，柱距 6 m，Y方向 2 跨，柱距6 m，模型共两层，每层层高均为 3 m，如图 1 所示。柱底支撑条件取固定端。模型 1 结构楼板不开洞。模型 2 在首层顶板局部开洞，如图 2 所示。模型 3 在模型 2 的基础上，对洞口边梁E施加预应力，洞口边梁中的预应力筋采用中强度预应力钢丝，公称直径 9 mm，极限强度标准值取1 270 N/mm2，预应力筋的张拉控制应力取 50 kN，满足GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）中关于预应力筋张拉控制应力的规定。

图1 框架模型示意

图2 梁中预应力筋布置示意图

1.1 几何及材料特性

梁、柱截面及材料参数如表 1 所示。

表1 梁、柱参数表

1.2 荷载及工况

模型中的荷载除结构的自重外，首层顶板和 2 F 顶板上均布恒载分别取 1.5 kN/m2和 3.0 kN/m2，均布活载分别取3.0 kN/m2和 0.5 kN/m2；首层顶板外圈梁上的墙体恒载取值7.0 kN/m，2 F 顶板外框架梁上女儿墙恒载取值 3.0 kN/m。……