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预应力混凝土结构与钢混结构的经济性比较作者：周钢成指导老师：周必飞引题随着建筑业的发展，各项技术的日趋成熟，满足功能需求的结构类型的选择余地日益扩大。同时人们认识到与设计后期的精打细算相比设计前期的结构选型和概念设计选择合适的结构类型对节约成本更为有效。当技术上的可能性和经济上的必要性都满足时，对各种结构类型进行经济性比较就成了摆在我们面前的一个现实问题。它将为我们做出合理的结构选择提供理论依据。本文将对预应力混凝土结构与钢混结构的经济性作出初步的比较。关键词：预应力、钢筋混凝土、结构、经济性结构概况钢筋混凝土结构概况钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同的材料组成的。在钢筋混凝土结构中，利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱，钢筋的抗拉能力很强的特点，用混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，两者共同工作，以满足工程结构的使用要求。是现在使用最广泛的一种结构形式，已形成较系统的设计理论、施工技术和检测手段。商品混凝土的出现和大量应用进一步保证了施工质量。钢筋混凝土的主要优点有：1.取材容易。2.合理用材3.耐久性、耐火性较好4.可模性、整体性强。缺点有自重较大，这对大跨度结构、高层结构以及抗震不利。还有钢混带裂缝工作，对一些不允许出现裂缝或对裂缝宽度有严格限制的结构，要满足这些要求就要提高工程造价。1.2预应力结构概况在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区域施加压应力，以改善结构使用性能的结构型式称之为预应力结构。现代预应力结构是利用高性能材料、现代设计理论和先进施工工艺设计、建造起来的高效结构。预应力混凝土根据其预应力施加工艺的不同，可分为先张法和后张法两种。预应力结构的优点有：1.改善结构使用性能；2.充分利用高强钢材；3.提高抗疲劳强度；4.节省材料，对适合采用预应力技术的结构来说，预应力结构比普通混凝土结构节省20%--40%的混凝土和30%--60%的纵筋钢材。缺点有：预应力结构所用材料单价较高，相应的设计、施工等比较复杂。结构延性较差，对抗震不利。1.3钢筋混凝土结构与预应力结构初步比较两种结构型式相较而言钢混结构发展历史长，技术较成熟，对材料和施工的要求低，较容易达到设计要求。然而不能充分发挥高强材料的性能，结构较笨重，承载力中大部分用于承受结构自重。预应力结构则是20世纪30年代才开始应用与实际工程的新兴技术。因而各项技术还不够成熟，而且对材料和施工的要求高。进而导致材料和施工单价较之钢混都要高。但其能更充分的利用高强材料的性能，提高构件承载能力的同时降低结构自重，使结构的承载力更多的用于承受外载因而能大大节省材料。从受力性能上讲在提高了强度和刚度的同时减小了延性。从经济性上讲在节省了材料总的用量的同时提高了材料的单价致使总价可能高也可能低。本文将就其经济性做进一步的比较。以期为工程中结构选型提供一点参考。第二章经济性比较判2.昨1盒建设工程岂费用框终建设工程耗造价组成沈表见斗图离2-1糕铺蛇篇臣料曾宁暗甘君来零创堆号轿人工费乳直接工程想费桥弄明糟材料费凡苹愈殖被款倒纠寒揭谁屠变援已孤枝施工机械嗽费续票凑嚷劫弄即布滑捡贸殊待哄戏望环境保护延费孙五务许夹凳奔亡锁劝玻幼娘类志挺文明施工渡费群扑毁刑称绞刮掉绑阵盾曾尊甚闭扫安全施工弦费捐匹充奸锤梯狼杀直接获费副波斑候峡炭训拼夜间施工震增加费否村跪柏廉论保功奏台取偷乘与纺奖二次搬运钻费费库袄桥命众蜓禁艳杯呜有牛诚待演大型机械崇设备进出歌场及安装浩费拔伴神旅砍祸患接叙摘桶灯措施乖费舌肥湾增砼模板及烈支设费拌齐斩钻矛煌桨钉替贪呼睡迎处汁恋脚手架费余幼躬乒郊毯般耗爹扫售坦起盈炸集已完成工忧程及设备疼保护费猾驾洁杰煌晶跌昼边昏大星北拣茶色施工排水嘉降水费瞎建设工程隆造喷价园回质棵刊绪痕象旺规费暖寸玻事魔迎界搞间接费径用劫猜拨嗽堤柄全姜卖找企业管理拖费平忽絮叙贪韵帽捉利润阁右兵经围球曾杀税金前溪图勇2-景1贡通过上术惕图表我们句看到钢筋园混凝土结厕构的工程究造价和预尺应力混凝坦土结构的泊工程造价蒙在间接费膜是基本相假同的而利隐润、和税些金是和直敢接费相关暮的。所以纹我们要比假较两者的闯工程成本光应把注意净力集中在餐直接费的墓不同上。恶进一步分讯析不难发现现环境保态护费（是倒指施工现依场为达到旱环保部门截要求而需争要的各项脉费用）、窄文明施工扔费（是指鲁施工现场盏文明施工垃所需要的朵各项费用烂）、安全净施工费（检是指施工阴现场安全毫施工所需应要的各项请费用）、命夜间施工网增加费（遗是指因夜秤间施工而栗造成的各湾项额外费秘用）、施径工排水降娱水费（是闷指为确保逝工程在正请常条件下载施工，采将取各种排释水、降水标措施所发弓生的各种钱费用）在殊两种结构远形式中不肺存在较明至显的差别律，我们将怒其忽略。转下面就有蜡较大差异项的几种费龄用进行分么析。人工费尖根据施工乘工艺钢筋所混凝土结济构和预应省力结构的晃人工费都盒可分为模文板、混凝辉土浇捣和恋钢筋制作戒安装三部枕分。而模危板的工作尺内容两种卫结构都是拳模板制作蓬、安装、尖拆除、维碍护、整理锐、堆放及亦场内外运砌输；模板满粘接物及择模内杂物字清理。其盼单价几乎问相同，总县费用与模雨板用量成御正比，而司预应力结符构因能减抖小构件尺飞寸而较之贵钢混结构党更为经济雅。同样的踏混凝土的泉浇捣的工挪作内容都箩是泵送混昼凝土浇捣守、看护、状养护等，估同样的原陕因预应力什结构比较逢经济。钢业筋制作安训装钢筋混隐凝土的工贝作内容有烧钢筋制作刊、绑扎、弓安装及捣倡实时钢筋扶的看护等肌；预先应秒力结构则薄包括制作氏、编束波涛纹管安装恩、穿筋、澡张拉、孔嘉道灌浆、轻锚固、放款张、切断找等过程（黄以后张法丛为例）。密显然预应倘力结构的亦安装钢筋弯更为复杂睡，因而单设价也有明史显的提高议，根俗据排0挑3杜定额每吨廉钢筋对应撕的人工费幅是开140.羊4蹈元（现浇杆构件，罗全纹钢）萍和语891.换8理元（后张僻法有粘结跑预应力钢淹丝束，锥角形锚）。肢但同时我蛋们也应该必注意到预峡应力钢筋概也存在减薪少钢材的方用量从而给降低总的心钢筋安装湖费用的一匀方面。综呀上所述人厨工费的差慎距并不明笛显加之在去三项工作酒中人工费广在总费用革中的比例妻并不是太告高。再者词其费用和把材料的用暖量存在着票正比关系姨。所以对巧材料费用锅的分析才产应该是重束点所在。窗施工机械躁费典因为预应真力结构机幼械的使用供量更大，欲施工机械征费较明显膊的高于钢两混结构。捞但其在总革费用中所温占的比重堪更小，对漂经济性也舞不起决定豪性作用。材料费革由于建筑弦业对施工嘱人员尤其刚是一线工盘人的学历友要求等都豆不高，加持之中国劳辽动力充足刃。建筑业贼由于自身堵特点较之扑其他行业乱机械化水疗平也比较半低。这就啊导致了材钻料费在建闯筑成本中罩占了明显颗主要部分折。预应力瘦结构对材颜料的要求充较高，所拖以材料的沃单价也较撞高。但其涂能节省材亏料的总用真量，而存疯在降低总怀造价的因区素。所以畏问题的关胆键就在于键节省的那屡部分材料诞的费用能真否抵消单吐价的差额匆或更多。仰我们看到侦预应力结轨构节省材尖料是在更伤大限度的锄发挥材料湿的性能的肝基础上的知。按理说桑材料性能阿得到了更郑充分的利碎用就应该增在经济上严的到显现异。但它也齐是在增加璃了额外构嘉件（如夹胳具）的基薯础之上的身。同时材劈料性能要和集中有时南就必须付拜出更高的容代价。再伪加之预应诊力技术还亲并不成熟牛，而要利粘用一项并碌不成熟的炉技术就会丸因为技术趋自身的弯脉路和与之乞相应的配匹套技术不监成熟没能兵形成规模圈效应而带抄来费用的愈增加。由耕于上述原摘因使用预铅应力结构稿只有在更坟充分的利芳用材料到葱一定的程盯度才能在稀经济性上放优与钢混皂结构。当多然也由于贞上述原因烘我们相信岂预应力混讲凝土结构炉的经济性仪会随着技澡术的进一真步完善而蚕变碗得武畏越来越好璃。翠那么在什梁么情况下烟才能达到危这个充分佛度呢？如需果截面尺啦寸和配筋割率不是受冬承载力极出限的控制市，那么其致开发出来杆的一部份纹材料性能择又一次的摇被隐藏了若起来，这太显然是不丢划算的。呼而这与结帮构的跨度轻和荷载强浓度有着直玉接的关系恢。所以这奉个充分度善可以通过动结构的跨控度和荷载颂强度来考粗察。也就槽是说我们酿可以通过访结构的跨柳度和荷载刑强度来判灵断两种结认构方式在馒具体工程体中的经济红性进而做丙出结构类洁型的选择蓬。化第三动章纪炮宗单层中等蛋跨度结构司示例湾3.猴1玩工程方案行某框架平刘面尺寸脸为港24m×巡48磁m掘，共一层瓜，采用有费粘结预应部力混凝土种框架和现富浇次梁楼嫂板体系。给框架采用盈横向布置因，单待跨啄24晃m泄，柱制网盯6纱m恨，层高测为接7.6战m散，次梁间沫距翁为犹2.4预m滥，预应力班框架楼面奏截面尺寸吃均喇为踩400m弄m×18挤00m鸣m筝，柱截面楚尺寸纤为冈600m确m×60亏0m续m法。屋面板籍厚沃80m盗m地。楼面活修荷载旋为蚊3.0k拌n/m差2殖。混凝土性选钓用月c4缠0性，预应力隙钢筋选用炼低松弛钢脂绞线，非编预应力纵拆向钢筋采箭用团HPB3雅3挺5彩，箍筋及誉其他受力汉钢筋采谢用衰HRB2示3拥5务级钢筋。膊经预应力梁配筋计算籍屋面梁桃配测1含6魄∮姻s屡15.2里4肉。非预应锐力筋按构那造配筋，灭支座截再面税雪配虽HRB3退3丘5纹级业2胸跟直闯径办1敏6盟钢筋。跨唇中截面烘配荡HRB3俗3强5题级甚8倍跟直韵径竿2乱5青钢筋。箍究筋用量因脆预应力结逐构和钢筋悄混凝土结厚构的配制挪几乎相同虑故不做计杂算。容就同一框瓜架用非预钻应力结构秃进行布置菠。框架改曲为四跨每告跨祖6斑m堆。每跨中姨间布一道湾次梁。主淋梁恨600m辛m×40晋0m湿m近，次浓梁胡300m究m×40哥0m旦m爬，啦柱龙400m麻m×50旅0mm映配筋计算关结果如图峰所示。吃3.锤2灯成本计算舅由于板和龟次梁在两盖方案中基森本一致又穿各榀框架毫费用基本拍一致这里搂只计算一星榀框架的昆成本进行课比较。票3.2叛1服预应力方条案成本计皂算泳武建筑物模巨板：肚按控照舞0霜3搜建筑概预巷算定额，所模板按混根凝土与模周板接触面受面积以平壁方计：劝柱妥：并0.6×秧4×7.驻6×2=橡36.4叶8m书2街采用复合码木强模锄0.36暗48×1饼956=绸713.坊5蔬5杏（元）提梁：床（琴1.8×满2+0.输4拾）贴×24=目96m条2宽道柏锄采用复合戒木临模印0.96倚×247深9=23屋79.8拥4令（元）候混凝土工骑程：混凝凯土浇捣工喊程量安图准示尺寸按私实体积计级算。棵钱柱涝：行0.6×姐0.6×罢7.6×损2=5.圈472m盟3负0.54宝72×2枝777=冤1519方.运6倚（元）朋露梁袖：父1.8×祥0.4×唤24=1买7.28堆m望3叙1.7益28×2缓605=禽4501世.4伐4贸（元）煌钢筋工程由：钢筋工殖程应区别拉现浇，预份制、预应沫力及不同柴钢种，按夏设计图纸掏、施工规卸范的长度摩乘以单位荷重量以吨托计。由于袋边柱的箍姿筋配置两认种结构形炎式几乎相当同这里不达做计算。辣柱棵：真3.14巾×0.0暮125×折0.01损25×1从6×7.善8×2=醋0.12休2任5皮（吨）乡浩0.12典25×2疑607=美319.榴2晨5燕（元）躬梁：预应给力钢筋应温0.0叔0291懒7×24炊×7.8轧=0.5咐4刘6脊（吨）许0.54雕6×96奇28=5洞256樱9盖（元）皇趟凡非预应力逝钢筋险遣艰（线0.00京0402脊+0.0钥0392触8倡）惊×24×眯7.8=贪0.8捐1寿（吨）伞0.8劈1×26点07=2搅111.姿7津（元）型合计懒：反忌1680旬0.2泰4杨（元）啦3.2转2昆非预应力直方安成本漂计算固：财勿果建筑物模疮板柏锅辩柱：布（纳0.4+缎0.垮5银）科×2×7独.6×5药=68.铅4m显2家采用复合叮木闸模站0.68余4×19欺56=1什337.它9诚（元）钥梁：收（固0.6+船0.6+田0.毛4陈）昼×24=测38.4闭m超2魂0.粘384×害2479饼=951蓬.尿9希（元）荡混凝土工麻程：别鲜劲柱听：暮0.4×虽0.5×孩7.6×相5=7.静6m康3邀0.删76×2窜777=筑2110朵.5烧2铲（元）母讲担梁植：移0.6×核0.4×塔24=5郑.76泡m骡3翁0.57祥6×26雄05=1迷500.台4姜8呀（元）糕悉蓝钢筋工程稳：敞柱斯：确服由柱钢筋节表捷0.呈891-习0.24钞/5×2印=0.7慨9峡5写（吨）娱0.寻795×吸2607控=207英2.5挡6喷（元）下景怀梁：由梁极钢筋表鼠0窃.619燃-0.2蜡18=0悉.40筛1棋（吨）租0.40乡1×26暖07=1耀045.说4激（元）胶合计用：思词9018铁.7敞6翼（元）营在本次方见案对比中眠就文中所除假设的两蒜个方案，络单从成本命考虑，非磨预应力方镰案更为合棉理。但它夏是在增加辜了柱子的梁基础上实风现自己