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預應力混凝土結(jié)構(gòu)與鋼混結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性比較作者：周鋼成指導老師：周必飛引題隨著建筑業(yè)的發(fā)展，各項技術(shù)的日趨成熟，滿足功能需求的結(jié)構(gòu)類型的選擇余地日益擴大。同時人們認識到與設計后期的精打細算相比設計前期的結(jié)構(gòu)選型和概念設計選擇合適的結(jié)構(gòu)類型對節(jié)約成本更為有效。當技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的必要性都滿足時，對各種結(jié)構(gòu)類型進行經(jīng)濟性比較就成了擺在我們面前的一個現(xiàn)實問題。它將為我們做出合理的結(jié)構(gòu)選擇提供理論依據(jù)。本文將對預應力混凝土結(jié)構(gòu)與鋼混結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性作出初步的比較。關鍵詞：預應力、鋼筋混凝土、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟性結(jié)構(gòu)概況鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概況鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種不同的材料組成的。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，利用混凝土的抗壓能力較強而抗拉能力很弱，鋼筋的抗拉能力很強的特點，用混凝土主要承受壓力，鋼筋主要承受拉力，兩者共同工作，以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。是現(xiàn)在使用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，已形成較系統(tǒng)的設計理論、施工技術(shù)和檢測手段。商品混凝土的出現(xiàn)和大量應用進一步保證了施工質(zhì)量。鋼筋混凝土的主要優(yōu)點有：1.取材容易。2.合理用材3.耐久性、耐火性較好4.可模性、整體性強。缺點有自重較大，這對大跨度結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)以及抗震不利。還有鋼混帶裂縫工作，對一些不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p寬度有嚴格限制的結(jié)構(gòu)，要滿足這些要求就要提高工程造價。1.2預應力結(jié)構(gòu)概況在結(jié)構(gòu)承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)域施加壓應力，以改善結(jié)構(gòu)使用性能的結(jié)構(gòu)型式稱之為預應力結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代預應力結(jié)構(gòu)是利用高性能材料、現(xiàn)代設計理論和先進施工工藝設計、建造起來的高效結(jié)構(gòu)。預應力混凝土根據(jù)其預應力施加工藝的不同，可分為先張法和后張法兩種。預應力結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有：1.改善結(jié)構(gòu)使用性能；2.充分利用高強鋼材；3.提高抗疲勞強度；4.節(jié)省材料，對適合采用預應力技術(shù)的結(jié)構(gòu)來說，預應力結(jié)構(gòu)比普通混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)省20%--40%的混凝土和30%--60%的縱筋鋼材。缺點有：預應力結(jié)構(gòu)所用材料單價較高，相應的設計、施工等比較復雜。結(jié)構(gòu)延性較差，對抗震不利。1.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預應力結(jié)構(gòu)初步比較兩種結(jié)構(gòu)型式相較而言鋼混結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史長，技術(shù)較成熟，對材料和施工的要求低，較容易達到設計要求。然而不能充分發(fā)揮高強材料的性能，結(jié)構(gòu)較笨重，承載力中大部分用于承受結(jié)構(gòu)自重。預應力結(jié)構(gòu)則是20世紀30年代才開始應用與實際工程的新興技術(shù)。因而各項技術(shù)還不夠成熟，而且對材料和施工的要求高。進而導致材料和施工單價較之鋼混都要高。但其能更充分的利用高強材料的性能，提高構(gòu)件承載能力的同時降低結(jié)構(gòu)自重，使結(jié)構(gòu)的承載力更多的用于承受外載因而能大大節(jié)省材料。從受力性能上講在提高了強度和剛度的同時減小了延性。從經(jīng)濟性上講在節(jié)省了材料總的用量的同時提高了材料的單價致使總價可能高也可能低。本文將就其經(jīng)濟性做進一步的比較。以期為工程中結(jié)構(gòu)選型提供一點參考。第二章經(jīng)濟性比較判2.昨1盒建設工程豈費用框終建設工程耗造價組成沈表見斗圖離2-1糕鋪蛇篇臣料曾寧暗甘君來零創(chuàng)堆號轎人工費乳直接工程想費橋弄明糟材料費凡蘋愈殖被款倒糾寒揭誰屠變援已孤枝施工機械嗽費續(xù)票湊嚷劫弄即布滑撿貿(mào)殊待哄戲望環(huán)境保護延費孫五務許夾凳奔亡鎖勸玻幼娘類志挺文明施工渡費群撲毀刑稱絞刮掉綁陣盾曾尊甚閉掃安全施工弦費捐匹充奸錘梯狼殺直接獲費副波斑候峽炭訓拼夜間施工震增加費否村跪柏廉論保功奏臺取偷乘與紡獎二次搬運鉆費費庫襖橋命眾蜓禁艷杯嗚有牛誠待演大型機械崇設備進出歌場及安裝浩費拔伴神旅砍禍患接敘摘桶燈措施乖費舌肥灣增砼模板及烈支設費拌齊斬鉆矛煌槳釘替貪呼睡迎處汁戀腳手架費余幼躬乒郊毯般耗爹掃售坦起盈炸集已完成工憂程及設備疼保護費猾駕潔杰煌晶跌晝邊昏大星北揀茶色施工排水嘉降水費瞎建設工程隆造噴價園回質(zhì)棵刊緒痕象旺規(guī)費暖寸玻事魔迎界搞間接費徑用劫猜?lián)芩缘瘫u找企業(yè)管理拖費平忽絮敘貪韻帽捉利潤閣右兵經(jīng)圍球曾殺稅金前溪圖勇2-景1貢通過上術(shù)惕圖表我們句看到鋼筋園混凝土結(jié)廁構(gòu)的工程究造價和預尺應力混凝坦土結(jié)構(gòu)的泊工程造價蒙在間接費膜是基本相假同的而利隱潤、和稅些金是和直敢接費相關暮的。所以紋我們要比假較兩者的闖工程成本光應把注意凈力集中在餐直接費的墓不同上。惡進一步分訊析不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)環(huán)境保態(tài)護費（是倒指施工現(xiàn)依場為達到旱環(huán)保部門截要求而需爭要的各項脈費用）、窄文明施工扔費（是指魯施工現(xiàn)場盞文明施工垃所需要的朵各項費用爛）、安全凈施工費（檢是指施工陰現(xiàn)場安全毫施工所需應要的各項請費用）、命夜間施工網(wǎng)增加費（遺是指因夜秤間施工而栗造成的各灣項額外費秘用）、施徑工排水降娛水費（是悶指為確保逝工程在正請常條件下載施工，采將取各種排釋水、降水標措施所發(fā)弓生的各種錢費用）在殊兩種結(jié)構(gòu)遠形式中不肺存在較明至顯的差別律，我們將怒其忽略。轉(zhuǎn)下面就有蠟較大差異項的幾種費齡用進行分么析。人工費尖根據(jù)施工乘工藝鋼筋所混凝土結(jié)濟構(gòu)和預應省力結(jié)構(gòu)的晃人工費都盒可分為模文板、混凝輝土澆搗和戀鋼筋制作戒安裝三部枕分。而模危板的工作尺內(nèi)容兩種衛(wèi)結(jié)構(gòu)都是拳模板制作蓬、安裝、尖拆除、維礙護、整理銳、堆放及亦場內(nèi)外運砌輸；模板滿粘接物及擇模內(nèi)雜物字清理。其盼單價幾乎問相同，總縣費用與模雨板用量成御正比，而司預應力結(jié)符構(gòu)因能減抖小構(gòu)件尺飛寸而較之貴鋼混結(jié)構(gòu)黨更為經(jīng)濟雅。同樣的踏混凝土的泉澆搗的工挪作內(nèi)容都籮是泵送混晝凝土澆搗守、看護、狀養(yǎng)護等，估同樣的原陜因預應力什結(jié)構(gòu)比較逢經(jīng)濟。鋼業(yè)筋制作安訓裝鋼筋混隱凝土的工貝作內(nèi)容有燒鋼筋制作刊、綁扎、弓安裝及搗倡實時鋼筋扶的看護等??；預先應秒力結(jié)構(gòu)則薄包括制作氏、編束波濤紋管安裝恩、穿筋、澡張拉、孔嘉道灌漿、輕錨固、放款張、切斷找等過程（黃以后張法叢為例）。密顯然預應倘力結(jié)構(gòu)的亦安裝鋼筋彎更為復雜睡，因而單設價也有明史顯的提高議，根俗據(jù)排0挑3杜定額每噸廉鋼筋對應撕的人工費幅是開140.羊4蹈元（現(xiàn)澆桿構(gòu)件，羅全紋鋼）萍和語891.換8理元（后張僻法有粘結(jié)跑預應力鋼淹絲束，錐角形錨）。肢但同時我蛋們也應該必注意到預峽應力鋼筋概也存在減薪少鋼材的方用量從而給降低總的心鋼筋安裝湖費用的一勻方面。綜呀上所述人廚工費的差慎距并不明笛顯加之在去三項工作酒中人工費廣在總費用革中的比例妻并不是太告高。再者詞其費用和把材料的用暖量存在著票正比關系姨。所以對巧材料費用鍋的分析才產(chǎn)應該是重束點所在。窗施工機械躁費典因為預應真力結(jié)構(gòu)機幼械的使用供量更大，欲施工機械征費較明顯膊的高于鋼兩混結(jié)構(gòu)。撈但其在總革費用中所溫占的比重堪更小，對漂經(jīng)濟性也舞不起決定豪性作用。材料費革由于建筑弦業(yè)對施工囑人員尤其剛是一線工盤人的學歷友要求等都豆不高，加持之中國勞遼動力充足刃。建筑業(yè)賊由于自身堵特點較之撲其他行業(yè)亂機械化水療平也比較半低。這就啊導致了材鉆料費在建闖筑成本中罩占了明顯顆主要部分折。預應力瘦結(jié)構(gòu)對材顏料的要求充較高，所拖以材料的沃單價也較撞高。但其涂能節(jié)省材虧料的總用真量，而存瘋在降低總懷造價的因區(qū)素。所以畏問題的關膽鍵就在于鍵節(jié)省的那屢部分材料誕的費用能真否抵消單吐價的差額匆或更多。仰我們看到偵預應力結(jié)軌構(gòu)節(jié)省材尖料是在更傷大限度的鋤發(fā)揮材料濕的性能的肝基礎上的知。按理說桑材料性能阿得到了更鄭充分的利碎用就應該增在經(jīng)濟上嚴的到顯現(xiàn)異。但它也齊是在增加璃了額外構(gòu)嘉件（如夾胳具）的基薯礎之上的身。同時材劈料性能要和集中有時南就必須付拜出更高的容代價。再偽加之預應診力技術(shù)還親并不成熟牛，而要利粘用一項并碌不成熟的爐技術(shù)就會丸因為技術(shù)趨自身的彎脈路和與之乞相應的配匹套技術(shù)不監(jiān)成熟沒能兵形成規(guī)模圈效應而帶抄來費用的愈增加。由耕于上述原摘因使用預鉛應力結(jié)構(gòu)稿只有在更墳充分的利芳用材料到蔥一定的程盯度才能在稀經(jīng)濟性上放優(yōu)與鋼混皂結(jié)構(gòu)。當多然也由于貞上述原因烘我們相信豈預應力混講凝土結(jié)構(gòu)爐的經(jīng)濟性儀會隨著技澡術(shù)的進一真步完善而蠶變碗得武畏越來越好璃。翠那么在什梁么情況下煙才能達到危這個充分佛度呢？如需果截面尺啦寸和配筋割率不是受冬承載力極出限的控制市，那么其致開發(fā)出來桿的一部份紋材料性能擇又一次的搖被隱藏了若起來，這太顯然是不丟劃算的。呼而這與結(jié)幫構(gòu)的跨度輕和荷載強濃度有著直玉接的關系恢。所以這奉個充分度善可以通過動結(jié)構(gòu)的跨控度和荷載頌強度來考粗察。也就槽是說我們釀可以通過訪結(jié)構(gòu)的跨柳度和荷載刑強度來判靈斷兩種結(jié)認構(gòu)方式在饅具體工程體中的經(jīng)濟紅性進而做丙出結(jié)構(gòu)類潔型的選擇蓬?；谌齽诱录o炮宗單層中等蛋跨度結(jié)構(gòu)司示例灣3.猴1玩工程方案行某框架平劉面尺寸臉為港24m×巡48磁m掘，共一層瓜，采用有費粘結(jié)預應部力混凝土種框架和現(xiàn)富澆次梁樓嫂板體系。給框架采用盈橫向布置因，單待跨啄24晃m泄，柱制網(wǎng)盯6紗m恨，層高測為接7.6戰(zhàn)m散，次梁間沫距翁為猶2.4預m濫，預應力班框架樓面奏截面尺寸吃均喇為踩400m弄m×18擠00m鳴m箏，柱截面楚尺寸纖為岡600m確m×60虧0m續(xù)m法。屋面板籍厚沃80m盜m地。樓面活修荷載旋為蚊3.0k拌n/m差2殖?；炷列赃x釣用月c4纏0性，預應力隙鋼筋選用煉低松弛鋼脂絞線，非編預應力縱拆向鋼筋采箭用團HPB3雅3挺5彩，箍筋及譽其他受力漢鋼筋采謝用衰HRB2示3擁5務級鋼筋。膊經(jīng)預應力梁配筋計算籍屋面梁桃配測1含6魄∮姻s屢15.2里4肉。非預應銳力筋按構(gòu)那造配筋，滅支座截再面稅雪配雖HRB3退3丘5紋級業(yè)2胸跟直闖徑辦1敏6盟鋼筋?？绱街薪孛婧媾涫嶩RB3俗3強5題級甚8倍跟直韻徑竿2亂5青鋼筋。箍究筋用量因脆預應力結(jié)逐構(gòu)和鋼筋悄混凝土結(jié)厚構(gòu)的配制挪幾乎相同慮故不做計雜算。容就同一框瓜架用非預鉆應力結(jié)構(gòu)禿進行布置菠?？蚣芨那鸀樗目缑扛婵缱?斑m堆。每跨中姨間布一道灣次梁。主淋梁恨600m辛m×40晉0m濕m近，次濃梁胡300m究m×40哥0m旦m爬，啦柱龍400m麻m×50旅0mm映配筋計算關結(jié)果如圖峰所示。吃3.錘2燈成本計算舅由于板和龜次梁在兩蓋方案中基森本一致又穿各榀框架毫費用基本拍一致這里摟只計算一星榀框架的昆成本進行課比較。票3.2叛1服預應力方條案成本計皂算泳武建筑物模巨板：肚按控照舞0霜3搜建筑概預巷算定額，所模板按混根凝土與模周板接觸面受面積以平壁方計：勸柱妥：并0.6×秧4×7.駐6×2=橡36.4葉8m書2街采用復合碼木強模鋤0.36暗48×1餅956=綢713.坊5蔬5杏（元）提梁：床（琴1.8×滿2+0.輸4拾）貼×24=目96m條2寬道柏鋤采用復合戒木臨模印0.96倚×247深9=23屋79.8擁4令（元）候混凝土工騎程：混凝凱土澆搗工喊程量安圖準示尺寸按私實體積計級算。棵錢柱澇：行0.6×姐0.6×罷7.6×損2=5.圈472m盟3負0.54寶72×2枝777=冤1519方.運6倚（元）朋露梁袖：父1.8×祥0.4×喚24=1買7.28堆m望3敘1.7益28×2緩605=禽4501世.4伐4貿(mào)（元）煌鋼筋工程由：鋼筋工殖程應區(qū)別拉現(xiàn)澆，預份制、預應沫力及不同柴鋼種，按夏設計圖紙?zhí)?、施工?guī)卸范的長度摩乘以單位荷重量以噸托計。由于袋邊柱的箍姿筋配置兩認種結(jié)構(gòu)形炎式幾乎相當同這里不達做計算。辣柱棵：真3.14巾×0.0暮125×折0.01損25×1從6×7.善8×2=醋0.12休2任5皮（噸）鄉(xiāng)浩0.12典25×2疑607=美319.榴2晨5燕（元）躬梁：預應給力鋼筋應溫0.0叔0291懶7×24炊×7.8軋=0.5咐4劉6脊（噸）許0.54雕6×96奇28=5洞256櫻9蓋（元）皇趟凡非預應力逝鋼筋險遣艱（線0.00京0402脊+0.0鑰0392觸8倡）驚×24×瞇7.8=貪0.8捐1壽（噸）傘0.8劈1×26點07=2攪111.姿7津（元）型合計懶：反忌1680旬0.2泰4楊（元）啦3.2轉(zhuǎn)2昆非預應力直方安成本漂計算固：財勿果建筑物模瘡板柏鍋辯柱：布（納0.4+緞0.垮5銀）科×2×7獨.6×5藥=68.鉛4m顯2家采用復合叮木閘模站0.68余4×19欺56=1什337.它9誠（元）鑰梁：收（固0.6+船0.6+田0.毛4陳）晝×24=測38.4閉m超2魂0.粘384×害2479餅=951蓬.尿9希（元）蕩混凝土工麻程：別鮮勁柱聽：暮0.4×雖0.5×孩7.6×相5=7.靜6m康3邀0.刪76×2竄777=筑2110朵.5燒2鏟（元）母講擔梁植：移0.6×核0.4×塔24=5鄭.76泡m騾3翁0.57祥6×26雄05=1迷500.臺4姜8呀（元）糕悉藍鋼筋工程穩(wěn)：敞柱斯：確服由柱鋼筋節(jié)表捷0.呈891-習0.24鈔/5×2印=0.7慨9峽5寫（噸）娛0.尋795×吸2607控=207英2.5擋6噴（元）下景懷梁：由梁極鋼筋表鼠0竊.619燃-0.2蠟18=0悉.40篩1棋（噸）租0.40鄉(xiāng)1×26暖07=1耀045.說4激（元）膠合計用：思詞9018鐵.7敞6翼（元）營在本次方見案對比中眠就文中所除假設的兩蒜個方案，絡單從成本命考慮，非磨預應力方鐮案更為合棉理。但它夏是在增加辜了柱子的梁基礎上實風現(xiàn)自己