钢梁开孔影响的分析及其设计建议

2022-04-21朱群红童根树

工业建筑 2022年1期

朱群红童济童根树

(1.浙江建设职业技术学院，杭州 310000； 2.浙江大学建筑设计研究院，杭州 310000；3.浙江大学建筑工程学院，杭州 310000)

1 概述

民用多高层建筑采用钢梁或钢-混凝土组合梁的最大优势是其腹板可以开孔，空调等管道可以穿过这些孔洞，从而可以降低层高；高档住宅也有钢梁开孔的需求。简支次梁几乎总是按照钢-混凝土组合梁来设计，在腹板上开孔是很常见的。而框架梁因为存在负弯矩，通常按照纯钢梁设计，但是开孔部位往往离梁端有一定距离，开孔部位仍存在较大程度的钢-混凝土组合作用。

关于钢梁开孔，JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》[1](简称《高钢规》)仅提出了孔口加强的要求，且要求较高。GB 50017—2017《钢结构设计标准》[2]则明确提出了开孔后应进行孔口上方和下方T形截面的压弯剪或拉弯剪强度计算，并且提出宜设置纵向和横向加劲肋的要求，加劲肋尺寸可比《高钢规》[1]的小，但必须满足强度要求。

孔口四周设置加劲肋，极大地增加了制作难度和成本，参考欧洲[3]和美国[4]的相关资料，对孔口的加劲没有要求或者仅设置了纵向加劲肋，如图1所示[3]。图2给出了一个试验研究的单个开孔的破坏机构[3]。本文对开孔梁进行应力分析，采用SAP 2000软件，钢梁采用板单元建模以分析腹板的局部屈曲。通过应力分析和屈曲分析，对是否需要加强以及如何加强提供一些指导。