高效预应力混凝土结构的技术经济性分析

高效预应力混凝土结构的技术经济性分析

米健[1]2004年在《高效预应力混凝土结构的技术经济性分析》文中研究表明预应力混凝土技术在我国工程建设中的推广应用,已有四十年的历史。而高效预应力混凝土技术则是在80年代以后,才迅速推广开来。高效预应力混凝土技术是指应用混凝土强度在C40级以上,钢材强度在1470Mpa以上高强度钢丝和钢绞线,以及相应的张拉、锚固体系和技术的预应力混凝土技术。 在这近十年的时间里,我们相继完成了几十个预应力工程,全部采用高效预应力混凝土技术。有大跨度、大开间多层多跨广房、停车场;有超高层无梁楼盖工程;有市政立交桥;有跨度60米的屋架,有储煤达万吨级的煤仓。这些工程中大量使用强度达1860Mpa的低松弛钢绞线,在工艺上有无粘结和有粘结两种工艺。 在这些工程中,既节约了大量钢材和混凝土,又满足现代工程所需的大跨度、大开间的使用功能要求,还能有效减轻结构自重,进一步降低造价。从而取得良好的经济和社会效益。 本文通过若干工程实例进行比较,论证了高效预应力混凝土结构比普通混凝土结构不仅在技术上可行,而且在经济上更合理。用技术经济分析方法说明了高效预应力混凝土结构在我国的推广运用能极大的降低能源耗损,显着提高经济效益。

焦彬如[2]2002年在《高效预应力混凝土结构技术经济性评述》文中进行了进一步梳理1 高效预应力结构的优越性 高效预应力或预制装配结构为采用高强钢绞线(束)配筋的整体或预制装配预应力结构,随柱网和结构跨度大小有多种不同的结构体系可供选择,均为超静定预应力或预制装配结构,这些新型的楼(屋)面结构体系具有如下独特的优越性:

何晖, 米健[3]2005年在《高效预应力技术在高层建筑中的技术经济性分析》文中提出主要介绍了在高层建筑中使用高效预应力技术,由于此技术的使用,使结构构件的截面尺寸减少,自重减轻,节约了材料,并通过量本利模型分析了高效预应力技术在降低造价方面的优越性。

刘青兰[4]2008年在《RPC的力学性能及在桥梁工程中的应用前景研究》文中认为活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是近年来受到广泛重视的一种新型复合材料,具有优良的抗压、抗弯、抗裂和耐久性能等特性。本文通过对当前国内外关于活性粉末混凝土材料的理论与应用研究成果的综合分析,重点对活性粉末混凝土在桥梁工程中的应用前景进行了研究。通过试验研究,分析了活性粉末混凝土这类新型水泥复合基材料的力学性能以及养护方法对其力学性能的影响。采用模型试验对RPC梁和普通钢筋混凝土梁的裂缝发展及其形状等进行分析,论述了掺有钢纤维的RPC梁的优越抗裂性和其开裂弯矩的表达式;采用有限元法对RPC梁的动力特性进行理论分析,在此基础上,论述了活性粉末混凝土提高整体梁的刚度的优质特性;以溶液的浸泡后的RPC再测其力学性能的方式,说明RPC的优良抗腐蚀性能。结合我国工程的实践,得出了适合于桥梁工程应用的活性粉末混凝土配合比的设计及具体养护和施工工艺。文章整体结合我国桥梁发展的现状,对活性粉末混凝土各个优异技术性能进行了探讨,初步分析了活性粉末混凝土在桥梁工程中应用的可行性,并对此进行了技术经济分析与评价。本文的研究成果对活性粉末混凝土材料在桥梁工程中进一步的推广应用具有一定的参考价值。

吴培峰[5]2007年在《基于全寿命设计方法的梁式桥概念设计研究》文中进行了进一步梳理桥梁设计理论和桥梁概念设计的进步是桥梁工程发展中具有重要意义的两个方面。然而,长期以来,桥梁设计理论未能取得突破性进展,桥梁概念设计作为桥梁设计之魂也一直未能受到工程师们应有的重视。本文在进行梁式桥病害与灾害事故分析和桥梁全寿命设计方法框架性研究的基础上,应用全寿命设计的新理念,较系统地研究了梁式桥概念设计中的若干重要问题。本文的主要工作包括如下叁个方面:1.从梁式桥病害与灾害事故研究入手,分析了混凝土梁桥、组合结构梁桥主要承重结构和附属设施的主要病害和灾害事故发生的机理,研究发现桥梁的设计缺陷是诱发不少桥梁病害及事故的主因或潜在原因。2.初步研究了桥梁全寿命设计方法的总体框架。在与现行桥梁设计方法进行比较分析的基础上,阐述了桥梁全寿命设计方法的基本概念和设计原则,提出了桥梁全寿命性能指标体系和全寿命设计方法的基本表达式。讨论了桥梁全寿命设计的总体框架与设计流程,阐述了桥梁全寿命设计的基本工作内容和方法。3.基于全寿命设计理念,研究了梁式桥概念设计中的若干问题。给出了梁桥各构件的使用寿命、耐久性和维护等级,提出了梁桥总体布置的若干原则,对梁桥常用结构体系的力学、寿命周期性能和构造特点进行了比较分析。基于耐久性和全寿命经济性原则,分别从材料及其防护、截面形式、预应力体系、构造设计原则和新材料应用等方面,阐述了梁桥承重结构和附属设施概念设计的主要内容和一般原则。介绍了全寿命成本分析(LCCA)法在桥梁概念设计中的应用实例。研究发现,在正常条件下混凝土梁桥(特别是预应力混凝土梁桥)和钢结构梁桥相比,一般具有较好的全寿命周期性能;组合结构梁桥由于其材料组合的合理性和设计的灵活性,也往往能够获得较好的寿命周期性能,尤其在高架桥梁和跨线桥梁中将会有更好的发展前景。

牛晓丹[6]2014年在《混凝土井字梁楼盖的设计选型与经济性比较研究》文中认为随着社会的进步和经济的发展,人们对于房屋在面积、层高等方面的要求越来越高。楼盖不仅是建筑结构中重要的组成部分,而且其费用占建设工程总费用的比例很高。同时,梁高度越小,房屋的净高就越高,在有限的高度内使建筑的层数增多,带来很大的经济效益。因此,基于经济性分析的楼盖结构选型研究具有重要的实际意义。针对楼盖选型问题,本文选用了普通井字梁楼盖和PC井字梁楼盖进行研究,取叁层框架结构为基本模型,纵横向5跨,柱网跨度从8m×8m到20m×20m每2m双向变化。运用PKPM,广联达GCL和品茗软件辅助计算,得到两种楼盖的混凝土用量、钢筋用量、模板支撑用量、梁高度、裂缝、挠度等指标,建立费用函数,求出楼盖结构方案和施工方案所需费用,汇总对比,选出各跨度下最优楼盖方案,供设计阶段参考。最后选取一个工程实例,运用前文研究方法对工程实例的楼盖进行选型研究,并选出最优方案。通过分析计算,本论文可得到如下结论:1.在8m×8m跨度,普通井字梁楼盖的各项费用均比PC井字梁楼盖低;10m×10m跨度,普通井字梁楼盖各项费用中只有混凝土费用比PC井字梁楼盖高18.20%。结构总造价方面,单位面积利润率分别为-12.08%和-10.12%,且由于梁高度较小,其舒适度也更高。故这两种跨度下选用普通井字梁楼盖。2.在12m×12m跨度,普通井字梁楼盖的钢筋费用比PC井字梁楼盖低17.07%,模板费用低36.47%,PC井字梁楼盖的混凝土费用比普通井字梁楼盖低47.12%,梁高度低7.23%。单位面积利润率仅为1.08%,在此跨度下需根据实际情况选型。3.在14m×14m~20m×20m的跨度范围内,PC井字梁楼盖的混凝土费用分别比普通井字梁楼盖低59.40%,69.02%,63.71%,56.97%,梁高度分别低23.60%,26.32%,18.02%,29.46%,单位面积利润率分别为6.88%,12.93%,11.53%,8.37%,此跨度范围选PC井字梁楼盖。本论文研究了普通井字梁楼盖和PC井字梁楼盖在8m×8m到20×20m每2m双向变化的跨度下,楼盖的结构方案造价和施工方案造价,最终选出在各跨度下适用的楼盖结构形式,供设计人员在设计初步阶段参考。并选取一个工程实例,对其楼盖结构进行技术经济分析,选出最优方案,解决了工程中的实际问题。

娄峰[7]2005年在《预应力混凝土框架结构体系综合技术经济评价》文中指出现代高效预应力混凝土结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力混凝土结构,是当今技术先进、用途广、很有发展前途的一种建筑结构型式之一。自从80年代在我国开始应用以来,已经广泛应用于民用建筑、大跨和大空间公共(或工业)建筑、高层建筑等建筑中,具有明显的节约钢材、增大构件跨度、减小构件截面尺寸,提高使用功能等综合技术经济效益。但其综合技术经济效益同时也受到很多因素的影响。本文首先通过大量计算和理论分析,探讨了不同柱网尺寸、不同荷载等级、不同跨高比等因素对预应力混凝土梁内力和配筋大小的影响,尽可能地排除人为因素对结构综合造价的影响。然后,依据所建立的预应力梁造价的费用函数,找出了不同结构方案的造价随不同影响因素的变化曲线,分析了各影响因素对造价的影响程度、造价对各因素的敏感性。最后,建立了一个综合技术经济评价的指标体系,通过单指标指数评价方法,全面综合地分析了“造价”、“功能”、“材料消耗”、“劳动力消耗”、“工期”等因素对不同结构方案综合技术经济效益的影响,给出了最终评价结果。

《中国公路学报》编辑部[8]2014年在《中国桥梁工程学术研究综述·2014》文中指出为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。

杨剑[9]2007年在《CFRP预应力筋超高性能混凝土梁受力性能研究》文中研究指明高级复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics-碳纤维增强聚合物/塑料)和超高性能混凝土RPC(Reactive Powder Concrete-活性粉末混凝土)是土木工程领域极具应用前景的新型建筑材料。CFRP和RPC均具有优异的性能,如高强、耐久性好等。采用这两种新型材料可形成一种高效、耐久的配筋混凝土结构,对于克服钢筋锈蚀的缺陷实现混凝土结构的高耐久性以及减轻配筋混凝土结构的自重以提高结构抵抗使用荷载的有效性、增大结构的跨越能力均具有重要的意义。本文依托国家自然科学基金资助项目“配置碳纤维(CFRP)预应力筋超高性能混凝土梁的受力性能”和教育部优秀青年教师资助基金“配置碳纤维(CFRP)预应力筋高性能混凝土梁的受力性能”对CFRP配筋超高性能混凝土结构进行了系列试验研究和理论分析,旨在提出一种高效、耐久的配筋混凝土结构型式。主要的研究工作如下:(1)完成了CFRP筋材性试验,松弛试验以及热水养护材性试验。试验结果表明,CFRP筋的松弛损失较小,288h松弛率仅约为1.9%;在80±2℃的热水中放置48h对CFRP筋强度基本不影响。(2)进行了RPC单调加载和重复加载应力-应变全曲线试验,得到了RPC稳定的受压应力-应变全曲线。试验结果表明RPC具有良好的受压变形性能,就所使用的配比而言,RPC峰值应变可达3500με,极限压应变可达4500με。基于试验结果建立了RPC单轴受压本构方程,以及重复荷载作用下RPC应力-应变全曲线方程,其结果与试验结果吻合较好。(3)完成了4根CFRP预应力筋高强混凝土梁、6根预应力钢绞线RPC梁和6根CFRP预应力筋RPC梁试验研究。研究参数主要有:混凝土类型、PPR、预应力筋类型、张拉控制应力和梁跨高比。根据试验结果对试验梁的受力过程、预应力筋应力增量、破坏模式等进行了较详细的分析和讨论。试验结果表明RPC梁具有良好的延性和极限变形能力,预应力钢绞线RPC梁的跨中极限变形可达到梁跨径的1/34~1/42,CFRP预应力筋RPC梁的跨中极限变形可达到梁跨径的1/30~1/72。(4)在试验梁的基础上,探讨了CFRP配筋梁、RPC梁的裂缝分布及其发展。RPC梁表现出了良好的裂缝分布形态,平均裂缝间距较小。基于Gergely-Lutz裂缝宽度公式提出了应变修正系数ξ来建立RPC梁的裂缝计算公式以及采用FRP筋与混凝土之间粘结修正系数k b和FRP筋与普通钢筋弹性模量比建立了FRP结构的裂缝计算公式,计算结果与试验结果符合较好。(5)采用名义屈服位移研究了部分预应力钢绞线RPC梁的延性性能,并应用基于能量观点引入的延性指标对FRP结构的延性性能进行了研究。(6)对试验梁进行了非线性全过程、简化分析,在此基础上,利用提出的分析方法对模型梁的延性和极限变形进行了比较详细的参数分析研究。(7)在CFRP配筋普通高强混凝土梁、预应力RPC梁以及CFRP预应力筋RPC梁弯曲性能试验的基础上,进行了梁的受弯承载能力计算,与试验结果相比,计算结果具有较高的精度。(8)对某高速公路40m跨C50高强混凝土梁桥以及采用RPC的T梁简支桥进行了受力性能、经济性的对比分析。

柏华军[10]2008年在《移动模架若干问题研究与优化》文中研究说明本文针对移动模架工法的应用现状,以广州珠江黄埔大桥为工程背景,围绕“移动模架设计、施工、养护工作研究及指南”,通过收集整理大量的文献资料,对移动模架拼装整体提升、移动模架荷载试验、转幅横移及移动模架施工全过程受力性能研究和移动模架主梁优化设计等若干问题展开了研究。本文根据MSS62.5移动模架的设计,编制了其总装方案,制定了详细的移动模架拼装、整体提升、拆卸方案和质量、安全控制措施;讨论了移动模架荷载试验内容和方法,对比理论计算,试验结果发现移动模架主梁总体在弹性范围内工作,但主梁的刚度没有达到钢结构有关规范的要求,建议采取适当加强措施增加移动模架的刚度;研究比较了移动模架转幅横移可能的技术方案,提出了相应的解决方案、施工具体措施、步骤和流程等,同时给出了台风季节移动模架后退横移施工的应急预案,为同类型模架的施工提供成功的范例。本文还采用通用有限元软件ANSYS建立空间模型,对黄埔大桥引桥施工过程的移动模架受力性能进行仿真分析,发现移动模架主梁最不利工况发生在混凝土浇筑完毕脱模以前工作状态,移动模架鼻梁的最不利工况发生在行走状态两次体系转换的前后,应重点对这几种工况进行强度、刚度和稳定性验算。本文在最后采用ANSYS的优化模块对MSS62.5移动模架主梁,以主梁梁高、腹板钢板厚度及腹板开孔形状尺寸为设计变量,以主梁应力和刚度为约束条件,以主梁消耗钢材为目标建立了参数优化模型进行优化设计,结果表明该移动模架主梁宜采用分节段变厚度钢板及腹板变高度圆端形开孔设计,既能减轻移动模架重量又可增加主梁的刚度,具有受力均匀合理、节约材料、降低移动模架的设计、加工及运输吊装成本等优点。

参考文献:

[1]. 高效预应力混凝土结构的技术经济性分析[D]. 米健. 重庆大学. 2004

[2]. 高效预应力混凝土结构技术经济性评述[J]. 焦彬如. 浙江建筑. 2002

[3]. 高效预应力技术在高层建筑中的技术经济性分析[J]. 何晖, 米健. 四川建筑科学研究. 2005

[4]. RPC的力学性能及在桥梁工程中的应用前景研究[D]. 刘青兰. 重庆交通大学. 2008

[5]. 基于全寿命设计方法的梁式桥概念设计研究[D]. 吴培峰. 同济大学. 2007

[6]. 混凝土井字梁楼盖的设计选型与经济性比较研究[D]. 牛晓丹. 内蒙古科技大学. 2014

[7]. 预应力混凝土框架结构体系综合技术经济评价[D]. 娄峰. 东南大学. 2005

[8]. 中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2014

[9]. CFRP预应力筋超高性能混凝土梁受力性能研究[D]. 杨剑. 湖南大学. 2007

[10]. 移动模架若干问题研究与优化[D]. 柏华军. 浙江大学. 2008

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