烟囱是排放工业烟气的高耸结构,在电力工业、冶金化工等工业建筑中被广泛应用。钢筋混凝土烟囱由于其造价低廉、施工技术成熟、耐腐蚀性较好等特点在建设高大烟囱中得到了广泛应用。为了满足水平烟道接入烟囱、穿行输煤栈桥及管道、人员及施工车辆进出烟囱、采光通风窗布置等使用要求,需要在烟囱筒壁上开设洞口,然而开设洞口会削弱其截面承载力并在洞口周围产生应力集中现象,特别是穿行烟道及输煤栈桥、施工洞口此类大尺寸开洞,应力集中更加严重。现有开洞烟囱研究主要集中于开洞烟囱截面承载力计算方面,对于不同荷载形式、不同开洞形式下截面的受力性能分析已较为完善,洞口大小、开洞间距、开洞数量等参数影响下洞口的应力状态亦有相应研究,然而不同参数下应力集中范围的定量研究较少。本文针对上述问题开展了如下研究工作:参照某钢筋混凝土烟囱,开展了缩尺模型试验,分析了洞口周围的应力变化情况,确定了出现应力集中现象的主要位置,基于分层壳单元理论,建立了一个与试验模型材料、尺寸及开洞参数均相同的有限元模型,通过与试验结果的对比验证了本文建模方法的正确性。建立了9组不同开洞参数的钢筋混凝土烟囱有限元模型,开展了静力弹塑性参数分析,研究了烟囱筒壁厚度、开洞尺寸、开洞处筒壁直径对应力集中现象的影响,引入了应力集中系数,定量分析了洞口在各参数下的应力集中范围,确定了影响洞口应力集中范围的最主要参数。利用本文提出的应力集中定量分析方法,通过参数分析给出了两洞口之间距离限值、单个及多个开洞对应筒壁截面圆心角限值的建议取值,确定了洞口周围的补强区域,给出了增加补强配筋的计算方法,最终通过数值算例的动力分析验证了本文所提出的补强方法可有效减少洞口周围的应力集中范围,改善开洞所在区段的受力性能。