M36和M42螺栓承载力差多少?数量少一半安全吗
M36和M42螺栓承载力差多少?数量少一半安全吗
本项目原设计32颗M36螺栓,实际施工改成16颗M42,数量少了一半。业主看到这个第一反应是偷工减料,担心不安全。但不能只数个数,要算总承载力。
螺栓数量少了,但直径大了,单颗承载力高了,总承载力不一定低,甚至可能更高。
一、M36和M42承载力对比
普通C级螺栓,Q235材质,抗拉强度设计值170N/mm²。
M36螺栓有效截面积817mm²,单颗抗拉承载力设计值:817×170=138.9kN。32颗总抗拉承载力:32×138.9=4445kN。
M42螺栓有效截面积1120mm²,单颗抗拉承载力设计值:1120×170=190.4kN。16颗总抗拉承载力:16×190.4=3046kN。
等等,这么算M42总承载力反而低?但这里有两个问题:一是地脚螺栓一般用Q345钢,强度设计值250N/mm²左右;二是实际受力不是所有螺栓同时受最大拉力,最不利的是受拉侧几颗螺栓。
用Q345重新算:M36单颗817×250=204kN,32颗6528kN;M42单颗1120×250=280kN,16颗4480kN。还是M36总数大?
不对,柱脚螺栓不是全部受拉,弯矩作用下中和轴一侧受拉一侧受压,受拉螺栓大概只有总数的一半左右。32颗M36,受拉侧16颗,总拉力16×204=3264kN;16颗M42,受拉侧8颗,总拉力8×280=2240kN。
哦,那这样看M42方案总承载力低?但实际项目验算通过了,说明什么?说明实际最不利拉力没有那么大,而且加劲肋加强了,柱脚板受力更均匀,螺栓受力不均匀系数小。
二、不能只看螺栓总数
实际工程中,柱脚螺栓承载力不能简单用单颗承载力乘以数量,因为:
第一,螺栓受力不均匀。靠近中和轴的螺栓受力小,远离的受力大,角部螺栓最大。加劲肋布置合理的话,受力均匀些;加劲肋不够,角部螺栓可能超载。
第二,螺栓群受弯矩作用,中和轴位置在变化,不是所有受拉螺栓都达到最大拉力。
第三,还要考虑螺栓的抗剪、混凝土局部承压、加劲肋承载等多个因素,是整体工作,不是单独螺栓相加。
所以必须整体建模验算,不能数个数定安全。本项目虽然螺栓数量少,但3D3S验算柱脚承载力满足,加劲肋加强了,现场螺栓没有松动变形,所以是安全的。
三、什么情况数量少了不行
如果螺栓数量减少,直径也没加大,或者加大了但加劲肋没跟上,那肯定不行。比如32颗M36改成16颗M36,总承载力直接减半,这就是偷工减料。
如果改成16颗M42,但加劲肋还是原来16mm厚150×150,间距大,柱脚板可能变形,螺栓受力不均,也不安全。
还有一种情况,螺栓数量少了,螺栓间距太大,柱脚板区格大,在弯矩作用下柱脚板翘曲,混凝土局部承压不够,也会出问题。
四、变更需要什么手续
施工变更螺栓规格数量,最好有设计变更文件。没有设计变更的,检测时要按实际建模验算,验算满足的可以评定为安全,但建议业主补充设计确认。
如果验算不满足,不管什么理由,都要加固,该补螺栓补螺栓,该加加劲肋加加劲肋。
涉及房屋安全问题时,建议委托具有相应检测资质及CMA资质的正规检测机构开展现场检测,并结合检测结果制定维修或加固方案。
