基于混凝土强度等级的梁经济性分析

论文摘要

关于钢筋混凝土梁经济性研究的文章不少,大多数文献是假设混凝土的单位体积价格为Ck,钢筋的单位体积价格为Cg,而得出的计算公式。从矩形截面梁正截面承载力计算公式可知,混凝土强度等级fc也是一个影响梁造价的重要因素。并且建设工程造价具有动态性特点,对钢筋混凝土梁的主要材料钢筋及混凝土的计价也要符合实际情况,因此,应该从动态的角度对梁的经济性进行分析。钢筋和混凝土计价可采用按现行定额计价和直接按其材料信息价格计价两种方式。混凝土定额计价又可分为按预拌混凝土现场价格调整价差和按照砂、石、水泥调整价差两种计价方式。本文用预算软件分别对钢筋和混凝土单价进行了计算,并对钢筋计价结果进行分析,认为钢筋单价以Ф18-25螺纹钢（Ⅲ级）为最省。钢筋混凝土梁造价表达式可简化为纵向受力钢筋造价和现浇混凝土造价之和。由矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式可知梁纵向受力钢筋截面面积可由混凝土轴心抗压强度fc表示。采用SPSS软件可以分析出现浇混凝土单价与混凝土轴心抗压强度的关系。这样,梁造价的表达式中就只有混凝土轴心抗压强度一个未知数了。梁的造价表达式对fc的二阶偏导数大于0,说明梁造价的图形是下凹的。这为梁的优化设计提供了理论依据,优化方法和步骤是:第一步,按照现行造价规定计算各种强度等级混凝土和钢筋的单价。第二步,根据《混凝土结构设计规范》或其它规定按满足构造要求确定混凝土的最低强度等级。采用PKPM软件进行结构设计,计算出纵向受力钢筋的截面面积。第三步,将混凝土强度提高一个等级,再计算纵向受力钢筋的截面面积。如果提高混凝土级别可使梁造价降低,重复第三步继续优化。否则,上一步的混凝土强度等级为最优。随着混凝土强度等级的提高,混凝土的轴心抗拉强度增加,梁斜截面所承受的总剪力将增大。如果在提高混凝土强度等级而不增加梁造价的情况下,能增加梁的抗剪能力,则充分利用了材料的性能,是建筑结构经济追求的目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 关于结构体系的经济性研究
• 1.2.2 关于梁截面的经济性研究
• 1.2.3 对梁经济配筋率的研究
• 1.2.4 关于梁高的经济性研究
• 1.2.5 关于梁宽的经济性研究
• 1.2.6 关于梁钢筋的经济性研究
• 1.2.7 其它相关研究
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 2 建筑结构经济
• 2.1 引言
• 2.2 建筑结构经济的概念
• 2.3 建筑结构经济与建筑结构设计经济概念的区别
• 2.4 建筑结构选型的重要性
• 2.5 国外建筑结构形式及其经济性
• 2.5.1 美国关于建筑结构一般类型的基本分类及经济性
• 2.5.2 日本关于结构方式与构架体系分类及经济性
• 2.5.3 德国关于建筑结构体系的分类及经济性
• 2.6 我国关于建筑结构的分类及经济性
• 2.7 建筑结构系统工程
• 2.8 本章小结
• 3 钢筋混凝土梁设计原理
• 3.1 引言
• 3.2 梁的分类
• 3.3 梁的受力
• 3.4 钢筋混凝土梁设计方法
• 3.4.1 钢和混凝土的性能
• 3.4.2 单筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式
• 3.4.3 单筋矩形截面梁斜截面受剪承载力计算
• 3.4.4 双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式
• 3.5 本章小结
• 4 现浇钢筋制、安单价及现浇混凝土单价计算
• 4.1 引言
• 4.2 建设工程造价与定额
• 4.2.1 建设工程造价
• 4.2.2 建设工程定额
• 4.3 发达国家和地区的工程造价管理
• 4.3.1 美国工程造价管理
• 4.3.2 日本工程造价管理
• 4.3.3 中国香港特别行政区工程造价管理
• 4.4 我国的工程造价管理
• 4.4.1 工程量清单
• 4.4.2 重庆市工程造价管理
• 4.5 现浇钢筋制、安单价计算
• 4.5.1 钢筋混凝土结构常用的建筑钢材
• 4.5.2 重庆市建筑用钢筋种类、规格及信息价格
• 4.5.3 现浇钢筋制、安单价计算方法
• 4.5.4 现浇钢筋制、安单价
• 4.6 现浇混凝土单价计算
• 4.6.1 重庆市预拌混凝土现场价格
• 4.6.2 按照砂、石、水泥调整价差进行现浇混凝土单价计算
• 4.6.3 按预拌混凝土现场价格调整价差，进行现浇混凝土单价计算
• 4.7 本章小结
• 5 梁造价与混凝土强度等级的关系分析
• 5.1 引言
• 5.2 钢筋混凝土梁造价的组成
• 5.3 梁钢筋截面面积计算公式分析
• 5.3.1 单筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算原理中受拉区的钢筋截面面积与混凝土强度的关系
• 5.3.2 单筋矩形截面梁纵向受拉钢筋截面面积计算公式分析
• 5.3.3 双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算原理中钢筋截面面积与混凝土强度的关系
• 5.4 现浇钢筋制、安单价分析
• 5.4.1 钢筋单价与其抗拉强度的关系
• 5.4.2 钢筋单价分析
• 5.5 梁造价与混凝土轴心抗压强度的关系
• 5.5.1 单筋矩形截面梁造价与混凝土轴心抗压强度的关系
• 5.5.2 双筋矩形截面梁造价与混凝土轴心抗压强度的关系
• 5.5.3 采用混凝土材料价格按预拌混凝土信息价调整价差的现浇混凝土的单价与混凝土轴心抗压强度的关系
• 5.5.4 采用混凝土材料价格按照砂、石、水泥调整价差的现浇混凝土的单价与混凝土轴心抗压强度的关系
• 5.5.5 采用预拌混凝土现场信息价格为现浇混凝土的单价与混凝土轴心抗压强度的关系
• 5.5.6 梁造价C 与混凝土轴心抗压强度的关系分析
• 5.6 混凝土轴心抗拉强度与其强度等级的关系分析
• 5.7 基于混凝土强度等级的梁设计优化方法和步骤
• 5.7.1 钢筋混凝土梁设计优化方法
• 5.7.2 钢筋混凝土梁设计优化步骤
• 5.8 算例分析
• 5.9 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录