孔壁承压计算的错误

孔壁承压计算的错误

​ 对于高强度承压型螺栓的计算，理论上规范就是有问题的。

（1）《钢结构设计标准》GB50017-2017中11.4.3条并没有规定孔壁承压到底该如何计算，只是在条文说明中提到：

由于只承受剪力的连接中，高强度螺栓对板叠有强大的压紧作用，使承压的板件孔前区形成三向压应力场，因而其承压强度设计值比普通螺栓要高得多。

按照这个理论，如果是高强度承压型螺栓应该也不能直接按照11.4.1条来算。不过《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82-2011中规定就是按下式计算的。 $$N_\text{c}^\text{b}=d\sum{t}f_\text{c}^\text{b}$$ （2）从一些计算手册上来看按上述公式计算又有问题。如在李星荣所编的《钢结构连接节点设计手册》连接计算用表中的高强度螺栓连接的承载力设计值表，其似乎就是按照普通螺栓承压也就是下式计算的。只是相应$f_\text{c}^\text{b}$反算回来分别是$465\text{N/mm}^2$、$640\text{N/mm}^2$和$665\text{N/mm}^2$，这与钢标中$470\text{N/mm}^2$、$590\text{N/mm}^2$和$615\text{N/mm}^2$不符。

这是什么原因呢？后来发现了原来是新标准应用后设计手册没再更新的问题。

上述计算表中所注解依据的标注是JGJ 82-2011，其$f_\text{c}^\text{b}$与现行钢标中是一致的。但是回头看这个标准的上一个版本JGJ 82-91这里正好可以发现465、640和665三个数值。只是这里钢材牌号还不是按屈服强度来的。

可以看出当时钢材牌号或者是按照碳含量（3号钢）或是锰含量（16Mn钢、15Mn钢来的），并不能体现结构钢的计算特性。故猜想后续是因为这个原因改牌号名字的吧，与此同时强度值也有一定修改。上述标准2011版中的相应强度设计值如下所示。

​ 只是很可惜计算手册中没有改。而且一些计算工具箱和插件（如MSteel）也是用了上述错误的数值。

​ 从上也说明一个结构设计规范中材料章节还是很重要的。

更新于 2021年3月12日 星期五 天气晴