钢结构预算十篇

钢结构预算篇1

【关键词】钢结构件；价格预算；计算方法；价格预算系统；研究；分析

在实际的加工生产中，由于进行钢结构件加工生产使用的钢结构材料不同，因此，进行钢结构件的具体焊接、切割以及连接等加工方式也不相同，进行钢结构件加工生产中的具体价格费用也就会有区别。钢结构件在实际工程施工以及机械设备制造生产等领域的应用十分广泛，对于这些企业的生产运营有着十分重要的作用和意义。为了实现对于钢结构件加工生产工艺简化与加工生产质量保证的基础上，实现钢结构件加工生产价格费用的最优化，改变传统钢结构件价格预算中的速度与结果局限性，提高钢结构件加工生产企业的经济利益与市场竞争力，进行钢结构件价格预算系统的开发研究，就具有一定的必要性和价值意义。

1　概述

如下图1所示，是钢结构件加工制造企业进行钢结构件的价格预算的主要流程示意图。通常情况下，钢结构件加工制造企业，在进行钢结构件的加工以及制造价格预算过程中，主要是根据钢结构件加工生产需要使用的各种零部件以及材料图样等信息，通过相关的计算机价格预算系统，对于钢结构件加工生产所需要的各零部件图样进行分析、计算，最终得出相应的钢结构件加工制造价格费用预算结果。

根据上述钢结构件加工生产过程中的价格预算流程，进行钢结构件的价格预算系统开发与设计过程中，主要就是进行钢结构件加工生产所需各零部件的结构图样信息的导入功能、以及钢结构件加工生产过程中的材料使用和消耗情况的估算与统计功能、结合各零部件材料市场价格的计算与预算功能、各零部件市场价格信息的数据库功能等的开发和设计实现。

其中，钢结构件价格预算系统中的各零部件图样信息的导入功能结构系统，主要通过二维或者是三维系统功能，进行钢结构件加工生产过程中各零部件尺寸、型号等图样信息的导入系统实现；而钢结构件价格预算系统中的加工需要材料使用消耗以及价格费用的计算、预算功能，是整个系统结构中，比较强大并且关键的结构部分，对于钢结构件价格预算结果有很大的影响作用；最后，钢结构件加工需要零部件的型号以及市场价格信息储存、更新的数据库，需要结合市场价格变化情况，进行及时的更新，以保证钢结构件的价格预算结果准确、可行。

2　钢结构件价格预算系统中的价格预算方法

根据钢结构件加工生产过程中的价格预算流程，需要对于钢结构件加工生产中的价格情况进行计算的主要内容包括，钢结构件加工生产使用的主要材料价格费用、钢结构件加工使用油漆费用以及其它外购件、金属构件价格费用、人机辅助价格费用等。

2.1　钢结构件加工主材价格费用计算方法

进行钢结构件加工生产过程中的主应用材料的价格计算，首先需要对于钢结构件加工生产中所需要耗费的主材料数量进行统计，然后在根据这些材料的市场价格情况进行进行钢结构件整体价格费用的预算实现。进行钢结构件的加工制造过程中，需要的主结构材料，主要是指钢结构件加工生产中所需要的全部结构实体材料，它除了钢结构金属材料外，还包含加工制造过程中所需要的焊条、油漆以及螺栓、垫片等辅的加工使用材料。其中，进行钢结构件加工生产过程中，所需要的主材料价格费用部分，主要包括金属钢材料价格费用与焊接焊条的价格费用两个部分。那么，就有钢结构件主材价格费用=金属钢材料费用+焊接价格费用。

在进行钢结构主材料价格费用计算过程中，主材料在加工生产过程中的消耗使用数量统计结果是关键。在进行钢结构件加工生产过程中需要的金属钢材料消耗数量计算中，主要是通过计算机的CAD软件系统功能，将钢结构件加工生产过程中，所需要的金属钢材料以及钢结构件加工生产过程中的焊接焊条的型号以及利用比率、市场价格进行收集、分析的情况下，最终通过计算得出。其中，钢结构件加工生产过程中，主材料使用比率值为主材料使用净重情况与材料的毛重量的比值。

通常情况下，钢结构件加工生产过程中，各零部件的加工生产CAD图样中，对于焊接部分通常都会有明显的标注，因此就可以通过这些标注，来进行焊接价格费用的计算实施。

2.2　钢结构件的辅助材料价格费用计算方法

钢结构件加工生产中的其它辅助材料，主要是指油漆以及螺栓、垫片等。其中，钢结构件加工中需要的油气价格费用计算，主要是根据加工使用油漆的品牌，在对于油漆质量计算的情况下，根据油漆使用方法，以及每公斤油漆的使用面积等，计算出钢结构件需要使用油漆的面积，然后根据每公斤油漆的单价就可以计算出油漆的价格费用情况。此外，对于加工中需要的螺栓以及垫片等的价格计算，可以直接根据市场价格情况进行计算得出。最后，钢结构件价格预算中，还应注意对于人机以及辅助费用的计算和统计。

3　结束语

总之，进行钢结构件价格预算系统的开发研究，有利于提高钢结构件的价格预算速度与准确性，有利于提高钢结构件生产制造以及使用企业的市场竞争力，推进社会经济的发展与进步，具有积极的作用和意义。

参考文献：

[1]杨超，张平宽，王慧霖，张东明.钢结构件价格预算系统开发研究[J].机械制造与自动化，2012（04）.

[2]易欣.试论建设工程材料预算价格的编制与管理[J].中国科技信息，2005（3）.

钢结构预算篇2

【关键词】钢结构工程；施工图预算；预算编制；质量控制

1 引言

随着我高经济和建筑技术的快速发展，钢结构以其自重轻、建筑周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，而得到广泛的应用。因此，做好钢结构工程的预算编制，有效控制工程造价投资就是十分重要了。钢结构工程预算编制是一门综合性较强的工作，具有政策性强、专业性强、技术性强等特点，需要预算编制人员掌握或了解包括设计、施工方法、材料采购、专业业务素质等方面，以及相关的法律法规和政策。钢结构工程预算是以施工图为依据进行编制，在实际工程中，如何编制准确、系统、完整、清晰的预算文件，对有效控制工程造价投资，实现预期经济效益和社会效益起着至关重要的作用[1]。

2 钢结构施工图预算及其作用

施工图预算是指在施工图设计阶段，当工程设计完成后，在单位工程开工之前，施工单位根据施工图纸计算工程量、施工组织设计和国家规定的现行工程预算定额、单位估价表及各项费用的取费标准、建筑材料预算价格、建设地区的自然和技术经济条件等资料，进行计算和确定单位工程或单项工程建设费用的经济文件。

施工图预算在钢结构工程建设中的作用主要有以下几点：1）确定单位工程和单项工程预算造价的依据。施工图预算经过有关部门的审查和批准， 就正式确定了该工程的预算造价， 即计划价格。它是国家对基本建设投资进行科学管理的具体文件， 也是控制建筑安装工程投资， 确定施工企业收入的依据；2）签订工程施工合同、实行工程预算包干、进行工程竣工结算的依据。施工企业根据审定批准后的施工图预算，与建设单位签订工程施工合同。对于通过建设单位与施工企业协商，并征得主管部门和建设银行同意， 实行预算包干的单位工程和单项工程，也是在施工图预算的基础上，并根据双方确定的包干范围和各地基本建设主管部门的规定，确定预算包干系数，计算应增加的不可预见费用。双方就可以此为据，签订工程费用包干施工合同。当工程竣工后， 施工企业就可以施工图预算为依据向建设单位办理结算；3）拨付工程价款的依据。根据审定批准后的施工图预算办理建筑工程的拨款，并监督建设单位与施工企业双方按工程施工进度办理预支和结算；4）施工企业加强经营管理，搞好经济核算的基础。施工企业为了加强经营管理，搞好经济核算、降低工程成本、增加利润，为国家提供更多的积累，就必须及时地、准确地编制出施工图预算。施工图预算所确定的工程造价，是施工企业产品的出厂价格。它所提供的货币指标和实物指标， 在加强企业经营管理和经济核算方面所起的作用。综上可知，施工图预算对钢结构工程建设是尤为重要[2]。

3 钢结构工程施工图预算编制要点

影响钢结构施工图预算编制的准确性的因素主要有材料价格的变化、政策的变化、没有考虑现场签证和特殊施工技术、施工图设计的修改与变更、计算误差等，基于此，在预算编制时，应控制好这些因素，保证预算的准确性。提高钢结构工程施工图预算编制质量的措施有：

3.1 加强预算编制前的准备工作

预算编制前，应对所需的资料进行统计列出清单，以便做到收集资料具有针对性、快速性。广泛搜集各种资料，包括工程地质勘察报告、施工设计图纸及说明、施工组织设计、合同以及地形地貌等资料，进行现场调查，科学地选择施工工艺、方法，做好施工方案等，收集现行工程预算定额、取费标准、工程量计算规则和地区材料预算价格，科学合理地确定钢结构工程预算编制方法，保证预算编制质量。

3.2 熟悉施工图纸，掌握计算工程量和套用定额单价

在计算工程量前，必须充分掌握定额中的各种说明及相关规定，能够熟练掌握并运用工程量计算规则进行钢结构工程量计算，同时还应认真研究施工图纸，特别应弄懂总平面布置图，以便更好地了解工程全貌，做到心中有数。在研究图纸研究的同时，还用弄懂设图纸所表达的内容以及设计人员的意图，对施工图纸的设计变更应做到心中有数。只有这样，预算人员才能合理地套用单价，保证预算编制和工程量计算的准确性，防止出现漏计、重计、错套等错误 。

3.3 加强审核工作，避免误差

由于工程量计算过程中数据繁多，不可避免会出现数据输入的错误，如小数点点错位等情况，都给钢结构工程的预算造成成倍的误差。因此，在钢结构工程预算时，预算人员应对工程预算进行自我审核，避免预算误差[3]。

3.4 实行全过程的动态管理

在钢结构工程预算工作中，应将传统的静态管理变为全过程动态管理，在编制过程中应不断总结预算编制过程中容易出现错误地方及其原因，并找出可能存在的错误并及时改正，提高预算的工作质量。严格执行事先指导、中间检查、成品校审三个环节，事先把影响概预算质量的因素找出来，在预算时严格控制这些因素，实现以防为主的自我质量控制，中间检查时若出的问题应逐项记录，并分析其原因和制定相应的对策，以提高预算质量[4]。

3.5 提高预算人员的业务水平，增强预算人员的责任心

钢结构工程预算编制时一项综合性较强的工作，对预算编制人员要求较高，预算编制人员除了要熟悉预算专业知识外，还要求了解相关的法律法规和地方政策，对施工工艺、施工方法、设计、设备机械、工程结构类型、投资分析控制、材料等方面也要熟悉[5]。因此，预算人员应不断的学习业务知识，提高自己的业务水平。同时单位应加强预算人员的培训，让他们尽快的掌握相关的新知识、新技术、新工艺、新材料等，同时还应不断的完善对预算人员的考核机制，使监造人员的作用得到充分的发挥。同时还有增强预算人员的责任心，这是因为预算中的基础单价误差、工作不细心、小数点点差位等，将会导致全部预算编制错误，必须全部返工，造成人力和物力的极大浪费。所以，要想保证钢结构工程预算编制的质量，就必须提高预算人员的业务水平，增强预算人员的责任心。

4 结语

根据笔者从事多年工程概预算编制和合同管理工作的经验，首先简要地概括了钢结构工程预算的定义及其作用，阐明预算编制在钢结构工程项目建设中的重要性。结合钢结构工程的特点，从预算编制前的准备工作、熟悉施工图纸，掌握计算工程量和套用定额单价、审核工作、动态管理和预算人员的业务水平等两方面，提出了提高钢结构工程预算编制质量的具体措施，并指出了在钢结构工程预算编制过程中应注意的问题，以保证钢结构工程建设的工程造价得到有效的控制，提高社会和经济效益。

参考文献：

[1]任健琳．如何提高预算编制质量及有效控制工程结算 [J]．中国招标，2010，(03)：22～24.

[2]吕林．最新钢结构工程概预算编制与定额应用实用全书 [M]．北京：当代中国音像出版社，2006

[3]刘秋芝．工程预算编制中需注意的若干问题[J]．水运工程，2006， (03)：75～76

钢结构预算篇3

【关键词】钢结构；工程预算；改善措施

引言

钢结构建筑相对于传统的混凝土建筑而言，它在我国的起步较晚；然而，钢结构拥有自重轻、运输方便、易于工程现场安装；主体承重结构构件截面小，材料利用率与空间利用率高；抗震能力较好，灾后重修简便；规格化生产程度高，产品质量有保障；建筑物的建造周期短；材料可回收利用，对环境污染小等诸多优点，使其在我国得到了快速的发展和广泛的应用。但是，钢结构工程不像传统的土建工程一样拥有一系列较为固定的预算、各项费用定额及一套标准的规范报价体系，这使得实际钢结构工程中的预结算、各单位间的审计等环节不可避免地出现了相关的问题。本文就目前我国钢结构工程预算中一些值得注意的问题进行了分析，并提出了相应的改善措施，为实际钢结构工程预算提供指导意义。

1 钢结构工程预算中存在的问题

1.1 工程预算编制过程不规范

钢结构工程预算反映了工程的投资经济效果，是企业部门把握合同谈判的一个重要尺度；然而，某些企业为了以较低价中标得到工程项目，在预算编制时仅靠大致估算工程量计算，有的则参考方案图，这样得出的预算成本缺乏准确性，常导致部分企业盲目根据预算成本签订合同。钢结构工程当中，其中绝大部分的钢构件都是预制的，即基本是在专业的加工场内生产制造的，之后才运往工地进行现场的安装工作，可见钢结构工程中各类主要构件的制造成本将直接影响到工程预算，并且构件本身的制造成本又随着不同工厂生产效率、材料的利用率、具体工程构件的加工难度、市场价格等诸多因素而变化，但目前传统的施工预算并没有包括构件的制造成本在内。另外，在传统工程预算编制过程中，主要考虑的是施工成本预算，对施工组织管理、资金管理、合同管理及工程质量管理等方面并未很好地结合在一起，整个预算编制过程中的综合性和系统性不足。

1.2 工程预算的执行力度不够

现阶段的很多企业在完成钢结构工程预算编制后，便将预算存档于公司财务部，在其后的工程进度中缺乏预算的执行力，没有向企业相关人员推广预算管理的理念，大部分人也只是了解预算管理的功能，对于自身应该做的具体事项并不明确，也不知道要相应承担哪些责任成本。在某些异地的钢结构工程施工过程中，由于诸多因素的影响，常需要现场施工员针对实际情况做出管理方案，这就不可避免得会出现实际管理需求和预算管理不符的情况，这使得工程预算管理成为纸上谈兵，最终得不到落实。

1.3 工程预算的执行过程缺乏系统的评测与激励

现时钢结构工程预算大多延用传统的管理形式，即主要局限于对实现利润的考查，对工程质量与资金方面的考查不足。同时，在工程预算的执行过程中，也仅是与预算值进行了单一的对比分析，期间并没有涉及到预算分析的说明，整个执行过程当中缺乏一个系统的评测与激励，没有发挥出工程预算的真正管理作用。

2 钢结构工程预算中相关问题的改善措施

2.1 坚持成本最优化的前提下加强预制钢构件的预算，完备预算表

成本最优化主要包括以下两个方面：(1)在不影响工程质量、使用与工期等的要求下降低不必要的成本支出；(2)从实际出发，通过主观的预算管理间接降低成本。如前所述，钢结构工程当中的大量构件如钢梁、钢柱、压型钢板及钢檩条等都是预制的，必须要加强这部分构件的预算。其中，大量的压型钢板规格变化不大，且在工厂的预制生产过程中损耗较小，因此其成品的预算成本较易于编制；但是，钢结构主体中的钢柱和钢梁等都是根据设计图纸的尺寸进行加工生成的，另外，选用不同型号的钢材为原材料，最后成品的预算成本有所不同，如采用RH型钢进行加工，可以简化加工工艺和设备，但要选择较多的钢材规格，从而造成浪费，增加工程预算；另一方面，采用BH型钢虽然可以降低钢架自身的含钢量，节省材料成本，但是BH型钢在制作过程中所造成的材料损耗若不能合理回收利用，也会从另一方面造成较大的损耗。因此，针对于不同的钢结构工程，要具体问题具体分析，选用适合工程实际的H型钢作为原材料，才能降低工程预算。传统的工程预算表常仅包括各施工项目数量、单价和成本，除此之外，还应增添以下几个方面对其进行完备：(1)钢结构工程中的现金支出预算；(2)工程所需各类施工原材料的加工、进场和安装等不同项目的预定完工日期；(3)对各项不同的管理费用进行细化；(4)落实不同项目的各个预算负责人。

2.2 对制定的预算加大执行力度

企业当中各个员工平时的生产管理行为将会直接生成各项预算成本和费用，要使制定的预算得到真正地执行，首要任务就是将预算指标进行细致地分解，确保及时准确分解到钢结构工程中涉及到的各相关职能部门、基层和负责人；只有将目标责任细分到位，让每一个人对工程生产和管理过程中产生的不同预算成本及费用有个详细的了解，才能更好地把工程预算落实到位。此外，对于钢结构工程施工过程中所遇到的某些不可预见因素如工程量的增加、变更设计图纸等，预算编制部门的相关工作人员要依据工程项目中所做出的变更对工程预算进行及时地调整，从而保证工程预算目标的正确性、合理性和操作性。对于确定的工程预算编制方案，在整个钢结构工程过程中，都应该以“法律效力”的形式去严格执行，同时，上级部门要坚持目标管理与动态控制相结合的原则，真正做到工程预算执行时的“有法可依，有法必依”，从根本上加强工程制定预算的执行力度。

2.3 严格执行工程预算结果的差异分析

钢结构工程预算结构的差异分析包括有数目差异分析和价格差异分析两部份，其中数目差异主要是指工厂制作差异和工程现场的安装差异。钢结构工程在进行的过程中变化性较大，要通过预算执行来实现一个工程结算的分析与汇总，找出其中的成本差异，就必须要各预算负责部门对差异的原因进行多方面细致地分析，譬如原材料的采购部分要注意分析材料价格的差异、预制钢构件的制造部分要注意构件制作数目的差异、工程部分则要留意实际施工数量的差异等等；只有在对预算结果进行差异分析的基础上，才能钢结构工程下一步的进度进行更深入和定量的分析，从而对不同差异的可控性作出判别，填补工程管理中的漏洞，提出更为合理的改进措施。因此，要严格执行工程预算结果的差异分析，使钢结构工程预算发挥其应有的作用。

2.4 进一步完善工程预算中的评测与激励制度

钢结构工程的施工过程中，各个项目是由人来操作完成的，这其中的人与人之间相互联系所形成的社会系统如果可以高效运转，则整个工程的各个方面都将更为顺利地进行，而这其中就需要制定相关的规则来保证其高效率地运作。对于钢结构工程而言，建立一个科学合理和客观公正的预算评测制度，是预算评测的关键条件和业绩评价的重要尺度。一个良好的评测制度可以给执行激励行为提供必要的量化依据，同时激励又反过来肯定了不同责任人的工作成绩，若仅单方面完善评测制度而忽视激励制度，则后续的工程预算管理执行难度将加大。因此，须进一步同时完善工程预算中的评测与激励制度，将工作业绩和奖惩制度相结合来增强管理人员的成就感与企业归属感，真正发挥出工程预算的管理作用。

3 结语

古语有云：“凡事预则立，不预则废”，从中可以悟出一个好的预算制度对于钢结构工程的重要性，只有通过工程预算目标的编制汇总、实施调整、评测激励，才可以充分发挥出预算的最大效力，确保钢结构工程预期目标的顺利实现。

参考文献：

[1]王卓甫，谈飞，张云宁等. 工程项目管理[M]. 北京:中国水利水电出版社，2007.

[2]程华珍. 浅谈施工企业财务预算管理.广东水利水电，2003(2)

钢结构预算篇4

关键词：建筑工程；钢筋预算；计算原则；问题；重要性

中图分类号：TU37 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）08-（页码）-页数

随着建筑市场日益繁荣，钢筋材料的价格日渐提高，使得钢筋工程在工程造价中的所占比例日益增加。在建筑结构中，钢筋素有“骨头”之称，在建筑工程中所起到的作用十分巨大。在建筑市场竞争如此激烈的当下，成本控制成果的好坏关系着建筑企业的成败。为了控制工程造价，应紧抓钢筋预算工作，防止钢筋预算超出工程造价计划，将工程造价控制在预期范围内。

1.钢筋预算在建筑工程造价控制中的重要性

钢筋作为建筑工程的主要材料之一，钢筋预算对于整个建筑工程而言具有十分重要的地位。做好钢筋预算工作，可以为建筑企业创造更多的价值，带来客观的经济利益，进而提高

企业决算的效益。其实，钢筋预算并不是一种简单的计算活动，计算中不仅涉及着复杂的结构理论，还要符合相关规范要求，要求预算编制人员具有扎实的建筑结构知识和高水平的专业素养，才能确保钢筋预算的精确性和可靠性。

由于钢筋工程属于隐蔽工程，许多钢筋并不在设计图纸上体现，需要编制人员进入施工现场进行实地考察，并具有多年的工作经验，一定程度上增加了钢筋预算工作的复杂性和特殊性，为此，钢筋预算编制人员在工作中要注意细节，尽量保证钢筋预算的精确性，使钢筋得到合理运用，只有这样才能提高成本控制效果以降低项目成本，达到工程造价控制的效果和目的。

2.钢筋工程的计算原则

建筑项目中的钢筋混凝土结构分为基础、柱、墙、楼板及其他结构构件，钢筋结构在每一构件中所起到效果也不同，使得钢筋预算有着计算限制。在建筑结构中，楼板主要承受着恒载和活载，在弯矩作用下将这种荷载传递给梁，无梁结构则直接将这种荷载传递给柱；梁的主要作用在于承受弯矩和剪力，并将这种荷载传递给柱、墙构件上，因而柱的主要作用在于承受压力；墙在建筑结构中既有围护作用也有承重作用；基础则将竖向荷载均匀地传递到地下，减少荷载对建筑结构所造成的负面影响。

由上可知，力学原理规律决定着建筑结构构件谁支撑谁的问题，根据力的传递可以确定建筑本体构件和关联构件之间的联系，如本体构件的箍筋贯通，关联构件锚入本体构件，箍筋不进入支座，重合部位的钢筋不重复布置。鉴于建筑结构构件之间有着这种联系，钢筋预算中必须考虑构件之间的关联锚固，在结构构件宏观把握的基础上细化每一构件所需钢筋，同时从微观层面对钢筋预算进行，对没一构件所需钢筋量做到“心中有数”，确保钢筋预算的精确性和正确性。

3.钢筋预算中需要注意的问题

3.1钢筋锚固

钢筋锚固长度关系着钢筋的使用量，实际施工中一些施工单位为了“充分”利用钢筋，在钢筋加工中减少钢筋的下料长度，以致于钢筋锚固长度不符合规范。为此，要求严格确定钢筋锚固长度，既要使钢筋资源得到充分利用又不能造成资源浪费，进而控制钢筋预算。任何情况下，钢筋锚固长度的确定都要以混凝土强度等级和抗震等级为前提，并且要求不得少于25cm，然后参照钢筋种类做进一步决定。

3.2钢架搭接

钢筋搭接是钢筋加工中的重要环节，主要方法有绑轧连接、焊接连接、冷压连接和螺纹连接等。同锚固长度一样，钢筋搭接的长度关系着钢筋使用率。钢筋搭接长度是指钢筋绑连长度，有的情况下也指钢筋焊接的焊缝长度。在确定钢筋搭接长度时，任何条件下都要保证钢筋的最小搭接长度大于30cm。

3.3钢筋弯钩

该段是说钢筋弯钩的长度还是钢筋下料长度的计算？钢筋弯钩与弯钩的角度有关，角度不同弯曲增长值不同。HPB235、HPB300钢筋一般都是180度弯钩；HRB335、HRB400一般都是90度弯钩，特殊情形下有135度或者45度弯钩。箍筋长度由构件断面各边分别减去各边的保护层厚度，然后计算出周长再加上弯曲增长值、平直段长度。每一种不同形式的钢筋都有属于本身的长度计算方法，为此，钢筋预算编制过程中要严格按照计算方法进行计算，并严格核实，确保计算结果精确。

3.4钢筋预算中易漏掉的钢筋和易重复计算的地方

易漏掉的钢筋包括：墙内拉钩、砖砌拉结筋；双排筋间的垫铁；柱插筋基础内箍筋、构造柱内钢筋；构件预留洞口加筋；板范围墙底加筋；柱纵筋搭接范围加密箍筋等。

易重复计算的地方：通常情况下，非抗震腰筋的锚固、搭接长度为15d，但是经常被误认为 La（Lae）*1.4；板负筋分布与同向板负筋计算经常重叠，而且双向板负筋处不另设分布，以免增加不必要的成本投入；主次梁交叉处加密处的钢筋计算易算上原通长布置箍筋，预算计算中应将其剔除。

由于钢筋工程属于隐蔽工程，钢筋预算中易造成漏项和重复计算，为此，要求编制人员掌握那些易漏算、易重复计算的钢筋，正确计算钢筋工程量，确保钢筋工程量计算结果的精确性。

3.5废料处理

钢筋作为一种资源，在加工、使用过程中易造成浪费问题，导致钢筋材料高价购买、低价作废卖出。这种做自然可以增加额外的收入，将那些工程所不需要的短料变废为宝，但是正因如此，轻视了废料回收再利用问题，易增加钢筋材料投入，并导致更多的废料出现。为此，钢筋预算中应考虑废料回收再利用问题，控制好钢筋投入。

4.结论

综上所述，钢筋预算编制关系着建筑工程造价及其控制，为了有效控制工程造价和钢筋预算，必须按照钢筋预算的计算原则仔细计算钢筋工程量，并结合当地建材市场确定钢筋额定单价，进而计算出钢筋投入费用。在这一计算过程中，禁止漏项或重复计算，做好钢筋锚固、搭接长度的计算问题，并重视废弃钢筋的回收再利用问题，有效控制钢筋预算，减少不必要的成本追加，为施工单位提高经济效益奠定坚实的基础。

参考文献

钢结构预算篇5

关键词：组合风电塔架；结构优化；改进的粒子群算法；钢筒风电塔架

中图分类号：TU398.9：TM614 文I标识码：A

风能作为一种蕴藏丰富，分布广泛，而且清洁的可再生能源，受到了全世界越来越多的关注。近年来我国风电场建设发展迅速。对于我国能源相对短缺的湖南、贵州、云南等南方省份，风资源大多分布在交通不便的山区。风电塔架作为水平轴风力发电机组的下部支撑，是风机的重要组成部分。兆瓦级传统钢结构风电塔筒的底截面直径一般超过4 m，接近一些国家公路运输容许的最大宽度和高度，因此传统钢塔筒的运输非常困难，而且运输费用高。特别是南方山区风场建设中，重量大、长度长的钢制塔筒的运输越发困难而且危险性高。此外为了建设上山道路必须花费大量额外资金，大大增加了风电场建设的成本。

由于混凝土结构可以现浇或者预制，因此采用钢筋混凝土或者预应力混凝土代替部分钢结构，形成钢筋混凝土或者预应力混凝土钢组合风电塔筒结构是有效的解决之道。Singh等的研究表明预应力钢筋混凝土风电塔架的设计比全钢塔架具有更大的灵活性。Seidel对已经建成的钢混凝土组合塔架和钢塔架整体结构进行了结构比较分析，说明钢混凝土组合塔架可以克服山区交通不便、难以运输的问题。牛家兴对预应力混凝土与钢组合塔架的研究表明，预应力混凝土与钢组合塔架克服了传统钢管塔的运输及制造困难，同时也能更好地满足目前风机功率大型化发展趋势对于塔架高度的需求，代表了未来风电结构发展的方向。许斌等提出了一种新型的嵌入式开孔板和穿孔钢筋连接段结构方案，有效地提高了塔架过渡段刚度并改善了应力分布。这种组合塔架中预应力混凝土段与钢结构段的高度以及各自的界面尺寸的优化对于降低造价，保证其良好的动静力性能具有重要意义。

Uys等以造价为目标函数对传统钢塔架结构进行了优化。然而，目前对于预应力混凝土与钢组合塔架中钢塔段与混凝土塔段的高度的比例以及各段的截面尺寸的优化尚无详细研究。Hani等基于风电塔架的自振周期以及稳定性设计提出了5种优化准则并对某100 kW风机进行了优化设计。国内，马宏旺等提出了一种基于ABAQUS和遗传算法的预应力混凝土塔架优化方案。陈俊岭等提出了一种新的塔架结构形式并对其进行了优化。

本文以某兆瓦级风力发电机组的传统钢塔架为对象，采用预应力混凝土钢组合风电塔架结构方案，考虑不同风荷载工况下，以强度、刚度和稳定性为约束条件，以造价为目标函数，对预应力混凝土段和钢塔段的高度以及各段的界面尺寸采用粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization，PSO）进行优化。两塔段高度的优化结果与国外文献报道的预应力混凝土钢组合塔架工程实例吻合较好。

1预应力混凝土钢组合塔架结构优化约束条件

风电塔筒所受荷载均为偏心荷载，风荷载作为风机塔架设计的重要荷载之一，由于其不确定性，根据相关设计规程规定，需要对4种不同风速（平均风速、额定风速、切出风速以及暴风风速）下的塔筒受力进行计算。结构设计必须满足钢塔架以及预应力混凝土塔段的强度、刚度和稳定性要求。本文以强度、刚度和稳定性作为约束条件进行结构的优化求解。

1.1钢筒段约束条件

1.1.1局部稳定

由烟囱设计规范，钢筒段局部稳定约束条件可表示为：

（1）式中：M为塔架水平计算截面的最大弯矩设计值；Ni为相应轴向压力或轴向拉力设计值；Ani为计算截面处的净截面面积；Wni为计算截面处的净截面抵抗矩；ft为钢材抗拉、抗压和拉弯强度设计值；σcrt为塔架筒壁局部稳定的临界应力值；i表示塔架i截面。

1.1.2整体稳定

由钢结构设计规范，钢筒段整体稳定约束条件可表示为：

（2）式中：Abi为计算截面处的毛截面面积；等效弯矩系数βmx=1.0；Wbi为计算截面处的毛截面抵抗矩；λ为塔架长细比，塔架可以按照悬臂梁构件计算；φ为塔架截面轴心受压构件稳定系数；NEx为欧拉临界荷载。

1.1.3强度

参考ASCE/AWEA RP2011，确定塔筒筒壁的各项强度约束条件。

1）抗压强度

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）式中：D为塔筒外径；t为塔筒壁厚；E为弹性模量；Fy为钢材屈服强度。

（8）

（9）

（10）

（11）

2）抗剪强度

（12）其中，

（13）Vu为剪力设计值，Av为塔筒截面面积的一半；

（14）

（15）

（16）

3）抗扭强度

（17）

（18）

（19）

（20）

（21）

4）综合作用

（22）

（23）

（24）

1.1.4疲劳

钢塔段的疲劳约束条件为

（25）式中：σe为常幅等效应力幅，可以根据风场气象资料，通过Miner线性积累损伤法则和雨流计数法统计得出；[σ]为容许应力幅，可通过钢结构设计规范查得疲劳参数C，n和β求得。

1.2预应力混凝土塔段约束条件

预应力混凝土段的约束条件主要是对混凝土段承载能力进行验算。根据高耸规范，混凝土塔筒筒壁厚t的最小值为tmin=100+0.01D，且不小于180 mm。

1.2.1混凝土段s束条件

1）混凝土轴向应力

根据高耸结构设计规范，混凝土轴向应力由式（26）确定：

（26）式中：Nk为各项荷载标准值共同作用下的截面轴向力；Npe为有效预应力；A0为计算截面处混凝土塔筒的水平截面的换算截面面积；e0k为轴向力对界面圆心的偏心距。

对于混凝土段，要求混凝土轴向应力满足以下条件：

（27）式中：fc为混凝土的轴心抗压强度。

2）混凝土截面弯剪扭作用

根据混凝土结构设计规范，混凝土截面在弯剪扭作用下需要满足以下条件：

（28）式中：ft为混凝土的轴心抗拉强度；Npo为计算截面上混凝土法向预应力等于零时的预加力。

3）疲劳作用

混凝土规范中对疲劳验算给出了相关规定，要求不出现裂缝的预应力混凝土受弯构件其正截面的混凝土、纵向预应力筋应力幅应符合下列要求：

（29）

（30）式中：σfcc，max为疲劳验算时截面受压区边缘纤维的混凝土压应力；ffc为混凝土轴心抗压疲劳强度设计值；σfp为疲劳验算时截面受拉区最外层；ffpy为预应力筋的疲劳应力幅限值。

1.2.2塔筒混凝土钢连接段

风电塔筒混凝土钢连接段设计需要考虑多种因素。一方面，连接段需要有良好的传力性能；另一方面，连接段本身需要有足够的强度、刚度以及稳定性。

对于一般的预应力混凝土结构，涉及到钢筋的绑扎和定位、混凝土浇筑等问题，工作量很大。在国外，混凝土塔筒等结构常采用体外预应力混凝土。体外预应力混凝土的预应力筋套管布置简单，调整容易，简化了后张法的操作程序，大大缩短了塔筒的施工时间；同时由于预应力筋布置于混凝土外，混凝土浇筑方便，减少了摩擦损失且可以方便地在结构使用过程中更换预应力筋。本文根据截面弯矩设计值，在保证截面混凝土不出现拉应力的原则下，确定截面总预应力水平。预应力筋取36束高强低松弛钢绞线，每一束有8根1×7φs15.2钢绞线，张拉控制应力为1 302 MPa。

1.3塔筒整体约束条件

塔筒整体约束条件主要有自振频率和塔筒的顶部最大位移。

1）自振频率

为了防止塔架与叶片发生共振，塔架动力特性尤为重要。一般要求风电塔架的固有频率应避开风机的叶片转动频率以及叶片通过频率这两个区段且至少相差10%。如图1所示，塔筒自振频率应处于白色区域内。

2）塔筒顶部最大位移

塔筒顶部最大位移应满足下式要求。

Wmax/Wal

1.4荷载组合

参考荷载规范，塔架荷载组合见表1，其中DL为永久荷载，TWL为风轮气动荷载，WL为塔架风荷载，PL为俯仰荷载，EL为附加荷载。

2优化目标函数

取塔筒造价为优化目标函数。

2.1钢塔段材料价格计算

钢塔段造价可以表示为：

（32）式中：F1为钢塔筒材料价格；C1为市场钢制塔筒的平均价格；r为钢筒半径；ti（i=1，2，3，…，N）为各段钢筒壁厚；hi（i=1，2，3，…，N）为各段钢筒长度；N为法兰数量（即钢筒数量）；C为单个法兰造价。

2.2混凝土塔筒段价格计算

由普通钢筋和预应力钢绞线的用量，塔筒混凝土段造价可表示为：

（33）式中：F2为混凝土塔筒材料价格；C2，C3，C4分别为C50混凝土、普通钢筋、预应力钢绞线的市场平均价格；r为混凝土塔筒半径；t为混凝土塔筒壁厚；h4为混凝土塔筒高度；As，Ap分别为普通钢筋和预应力钢筋的面积。

2.3其他费用

法兰造价、模版、脚手架、人工费、机械费、管理费、措施费、规费等费用根据《湖南省建筑工程单位估计表（99）》《湖南省建筑工程概算定额（2001）》《湖南省建筑装饰装修工程消耗量标准（2006）》和各类材料在湖南地区的基本价格进行估价得到。运输、道路建设等其他方面的费用受工程地点等因素影响较大，难以估算，本文暂未考虑。

3基于粒子群算法的组合塔架优化

目标函数和约束方程都是非线性的，其优化问题可以表示为：

（34）式中：z为目标函数；x=（x1，x2，…，xn）T为向量；c（x）=[h1（x），h2（x），…，hn（x）]T为函数向量；f（x）为标量函数；f（x）和c（x）为非线性函数。

基本粒子群算法由于采用常数学习因子和惯性权重，寻优结果往往不够理想。此外，所有粒子都使用相同的学习因子和惯性权重来更新速度和位置并朝这个最优粒子聚集，容易陷入局部最优解，且收敛速度较慢。因此，本文采用了带有权重函数学习因子的粒子群算法进行优化求解。其学习因子和惯性权重的计算公式为：

（35）式中：t为迭代次数；M为最大迭代次数；叫ωmax为最大惯性权重；ωmin为最小惯性权重；c1为学习因子1；c2为学习因子2。本文利用MATLAB进行编程，主程序为粒子群算法。先随机生成代表设计变量的粒子送人f（z）中计算在满足所有约束条件下的塔筒造价，即目标函数，然后将每个粒子的目标函数值返回主程序，用每组设计变量对应的造价通过更新原则即式（32）更新学习因子和惯性权重，得到新的粒子的速度和位置。之后，将新粒子送人f（z）中计算造价，多次循环后得出满足结束条件时的最优造价。粒子群算法流程图如图2所示。

在选择设计变量时，为减少循环次数，提高计算效率，依据工程中的设计经验，对设计变量的取值范围进行限定。本文优化变量及取值范围见表2。

4优化分析算例

结合《烟囱设计规范》《钢结构设计规范》《高耸结构设计规范》《混凝土结构设计规范》和厂家提供的风电场荷载等条件，基于上文所述目标函数和约束条件，对组合塔筒预应力混凝土段与钢塔段的高度以及两塔段的截面尺寸进行优化。组合塔架的材料参数取值见表4。

首先，对采用不同优化算法的优化过程进行对比。其中，带有权重函数学习因子的粒子群算法各参数取值分别为：最大惯性权重叫ωmax=0.9；最小惯性权重ωmin=0.4；粒子数目N=30；迭代次数M=50。标准粒子群算法的进化各参数取值分别为：学习因子1取c1=2；学习因子2取c2=2；惯性权重ω=005；粒子数目N一30；迭代次数M=50。运输时，钢塔筒最大长度为25 m。

图4表示的是相同条件下带有权重函数学习因子的粒子群算法与标准粒子群算法的进化曲线对比。可见，可变权重和变化的学习因子的粒子群算法收敛更快。

图5表示的是相同算法条件下不同粒子数的粒子群算法的进化曲线对比。粒子数N=20与N=30时，进化到15代以内，造价即接近最小值。粒子数N=20与N=30时的计算结果区别不大，为提高计算速度，实际计算时粒子数可只取N=20。

表5表示经过优化之后的两塔段高度以及塔筒截面尺寸的优化结构以及相应造价。与原造价约166万元对比可以看出，经过粒子群优化后，造价最终可节省约27%，可以有效减少工程投资。钢筒段长度占塔架全长约30%，与国外现有文献中报道的钢塔段高度占26%的结果较为接近。考虑到我国与国外在建造费用特别是人工费上的区别，这一比值可以认为是合理的。

5结论

本文采用改进的粒子群算法，对预应力混凝土钢组合风电塔架的结构塔段高度以及截面尺寸M行优化，综合考虑组合塔架结构的强度、刚度和稳定性等约束条件，以造价为目标函数，通过优化得到了预应力混凝土塔段与钢塔段两段塔架高度以及界面尺寸的优化结果。通过本文的优化算例，可以得出以下结论：

1）带有权重函数学习因子的粒子群算法计算速度快于标准粒子群算法。对于本文组合塔架结构，实际计算时粒子数可只取N=20。对于预应力混凝土钢组合塔架结构的优化问题，通过修正学习因子和权重可以提高优化计算的精度及效率。

钢结构预算篇6

关键词：预制钢筋混凝土空调板；持久设计状况；短暂设计状况

1 建筑设计

1.1 外形尺寸的设计

预制钢筋混凝土空调板的外形尺寸选择是建筑设计的重要环节，主要从满足基本的使用功能和节省材料的角度出发。

预制钢筋混凝土空调板的长度主要考虑其搁置在预制外墙板上的长度，一般为10mm～15mm；与预制钢筋混凝土空调板配套使用的外墙板的饰面层和保温层厚度，一般饰面层厚度为50mm～60mm，保温层厚度为70mm～100mm。

预制钢筋混凝土空调板的宽度主要考虑房屋开间建筑模数的协调性，一般按照基本模数100mm进行扩大，预制钢筋混凝土空调板的宽度主要有1100mm～1300mm之间。

预制钢筋混凝土空调板的厚度主要根据选定的悬挑长度进行选择，一般在80mm～100mm之间。

1.2 护形式及位置的选择

预制钢筋混凝土空调板的使用功能决定了自身需要进行围护，目前主要的围护形式有铁艺栏杆和百叶的做法，各有优缺点。

一般情况下，预制钢筋混凝土空调板结构板顶标高与楼板的板顶标高一致，此时外露钢筋直接伸入楼板的混凝土中。当不一致时，预制钢筋混凝土空调板的外露钢筋需要弯折伸入墙体当中。目前还有些设计案例将空调板与阳台板合并设置，暗装时支撑的边界条件较为复杂，需要进一步计算。

2 结构设计

2.1 设计条件

预制钢筋混凝土空调板结构设计前，应考虑其边界条件，一般为三边自由，另一边为固定端约束的普通悬挑构件，材料一般采用C30混凝土和HRB400级钢筋，钢筋保护层厚度一般为15～20mm，结构计算时应考虑除了上部纵向受拉钢筋必须布置外，下部是否布置钢筋的实际情况来计算，板的计算宽度一般取单位长度1m计算。

2.2 受力分析

预制钢筋混凝土空调板为普通悬挑构件，根据材料力学的相关知识，其支座部位弯矩和剪力的基本计算公式如下，

其中，为均布荷载作用下，预制钢筋混凝土空调板每延米的荷载；为集中荷载作用下，预制钢筋混凝土空调板的荷载；为预制钢筋混凝土空调板的悬挑长度；为均布荷载作用下，支座部位的弯矩；为集中荷载作用下，支座部位的弯矩；为均布荷载作用下，支座部位的剪力；为集中荷载作用下，支座部位的剪力。

2.3 持久设计状况

根据上述基本公式，将荷载的取值按照《建筑结构荷载设计规范》GB50009中第3.2节的规定进行组合来进行承载力计算和挠度和裂缝的验算。

2.3.1 承载能力极限状态计算

对于承载能力极限状态，按照荷载的基本组合的效应值计算，荷载基本组合的效应设计值应从由可变荷载控制和由永久荷载控制的两种组合值中取用最不利的效应设计值确定。

预制钢筋混凝土空调板与后浇混凝土结合面由于粗糙面的存在，可以显著提高结合面的抗剪能力，一般可不进行斜截面的承载力计算。

2.3.2 正常使用极限状态验算

对于正常使用极限状态，应根据荷载标准组合和准永久组合计算构件的变形和裂缝。

2.3.2.1 挠度

预制钢筋混凝土空调板挠度的限值为l/200，计算跨度l按照实际悬臂长度的2倍计算。

（1）当为均布荷载时，预制钢筋混凝土空调板的挠度计算公式为，

（2）当为集中荷载时，预制钢筋混凝土空调板的挠度计算公式为，

其中，为标准组合或准永久组合作用下的均布荷载或集中荷载；为计算跨度；B为矩形截面受弯构件考虑荷载长期作用影响的刚度，可按照《混凝土结构设计规范》GB50010中第7.2节的相关规定进行计算。

2.3.2.2 裂缝

预制钢筋混凝土空调板裂缝的控制等级为三级，最大裂缝宽度允许限值为0.2mm。矩形截面的钢筋混凝土受弯构件按荷载标准组合或准永久组合考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按照《混凝土结构设计规范》GB50010中第7.1节的相关规定进行计算。

2.4 构造要求

预制钢筋混凝土空调板的负弯矩钢筋伸入支座的长度为1.1la，与支座接触的后浇混凝土结合面做成粗糙面，且凹凸不小于4mm，吊件的位置一般要比构件的表面略低10mm，方便后期处理。

3 其他专业的设计

预制钢筋混凝土空调板需要预留排水孔，设计时排水孔数量、位置、尺寸由具体设计确定，预制钢筋钢筋混凝土空调板安装后，在面层施工时需要增加适当的坡度以利于排水，低端在排水孔一侧，坡度有具体设计确定。

4 结语

随着客户需求的改变，预制钢筋混凝空调板的设计方案也在发生着改变，比较常见的做法有将布置的空调板与阳台板布置、带翻边的空调板、锚固在楼板标高以下的空调板以及两边或三边固端约束的空调板等。以上的设计方案对于传统施工方法较为容易，但对于装配整体式混凝土预制构件的研究上还存在不足，这需要更多的人将精力投入到预制钢筋混凝土空调板的研究中去，我相信预制钢筋混凝土空调板会成为最为实用的预制构件。

参考文献

[1] 15G368-1，预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙[S].北京：中国计划出版社，2015.

[2] GB50666-2011，混凝土Y构工程施工规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

钢结构预算篇7

关键词： 火灾；预应力；型钢混凝土；抗弯承载力

中图分类号： TU352.5； TU375文献标志码： ABending Bearing Capacity Calculation of

Prestressed Steel Reinforced Concrete Beam under FireFU Chuanguo1，SHANG Shengqiang2，WANG Yuzhuo1，LI Shibo3

（1. School of Civil Engineering， Shandong Jianzhu University， Jinan 250101， China； 2. Jinan Taicheng Building Design Co. Ltd.， Jinan 250100， China； 3. Shandong Sanli Building Design Co. Ltd.， Jinan 250100， China）

Abstract：Based on the bearing performance of prestressed steel reinforced concrete beam at normal temperature，the simplified calculation formula for the bending bearing capacity of the prestressed steel reinforced concrete beam under high temperatures is established by means of the crosssectional finite element method. The relationship between the beam bending capacity and the standard heating time during the whole process is obtained. The relationship curve reveals a degradation rule that the bending bearing capacity of the cross section is decreased significantly with the increase of heating time. The comparison between the calculated bending capacity and the measured one shows a good agreement with a relative error of 9.3%.

Key words：fire； prestress； steel reinforced concrete； bending bearing capacity

随着城市化进程的发展，建筑火灾的威胁日趋增加.建筑结构在火灾高温作用下，随着其材料力学性能的逐步劣化，结构构件的刚度降低、承载力下降.因此，对建筑结构及构件抗火能力的研究已成为热点[17].预应力型钢混凝土组合结构是一种建立在型钢混凝土结构与预应力混凝土结构双重原理基础上的一种新型组合结构体系，在大跨、重载和高层建筑转换结构等重要结构构件中具有很好的应用前景，而保证这些重要构件在火灾高温作用下的安全性显得至关重要.本文基于对常温下预应力型钢混凝土组合结构承载性能[89]的研究，借鉴当前关于高温下钢筋混凝土结构承载性能分析的成果，利用截面有限单元法建立了预应力型钢混凝土梁在火灾高温作用下的正截面抗弯承载力简化计算公式，并针对试验梁[1011]进行了计算分析，得到了基于标准升温情况下的正截面抗弯承载能力与升温时间的全过程关系曲线，初步揭示了预应力型钢混凝土梁在火灾高温作用下正截面抗弯承载力的劣化规律.将试验梁抗弯承载力的计算结果与试验结果进行了对比分析，吻合较好，表明本文提出的简化计算方法是可行的，对于预应力型钢混凝土梁在火灾高温作用下的正截面抗弯承载力分析评估具有一定的参考实用价值，也是对高温下预应力型钢混凝土新型组合结构承载性能评估方法的有益探索.1基本假定试验研究表明，高温下预应力型钢混凝土梁的承载特性、破坏形态等与常温构件相类似，故常温下的某些计算原则和方法在高温下也同样适用，只是材料的强度和刚度随升温时间而逐渐劣化，需依据截面温度场变化和分布作出相应的修正.其基本假定如下：

（1） 梁截面的温度场己知.

（2） 截面应变线性分布，符合平截面假定.

（3） 忽略型钢、普通钢筋和混凝土之间的相对滑移.

（4） 不考虑混凝土的抗拉作用.

（5） 型钢腹板的拉、压应力图形取为梯形，在计算时简化为矩形[8].

（6） 高温下混凝土的轴心抗压强度可参照表1和表2取值[12].

表1高温下混凝土的强度折减（硅质骨料）

Tab.1Strength reduction of concrete at elevated temperatures （siliceous aggregates）

温度/℃201002003004005006007008009001 0001 1001 200fcθfc1.001.000.950.850.750.600.450.300.150.080.040.010.00西南交通大学学报第48卷第4期傅传国等：火灾下预应力型钢混凝土梁抗弯承载力计算

表2高温下混凝土的强度折减（钙质骨料）

Tab.2Strength reduction of concrete at elevated temperatures （calcareous aggregates）

温度/℃201002003004005006007008009001 0001 1001 200fcθfc1.001.000.970.910.850.740.600.430.270.150.060.020.00注：表中未列出的温度对应的强度折减系数按线性插值法确定.其中：fcθ――高温下混凝土的抗压强度；fc――常温下混凝土的抗压强度.

（7） 高温下普通钢筋的屈服强度和弹性模量按照以下取值：

① 屈服强度取值[2]

fyθfy=1.0，20 ℃≤θ≤300 ℃；（1）

fyθfy=0.95（800-θ）500+0.05，

300 ℃

fyθfy=0.05，800 ℃

② 弹性模量取值[1]

EsθEs=11.03+7×10-17（θ-20）6

20 ℃≤θ≤800 ℃.（4）

式（1）～（4）中：

fyθ――温度为θ时钢筋的屈服强度，MPa；

fy――常温下钢筋的屈服强度，MPa；

Esθ――高温下钢筋的弹性模量，MPa；

Es――常温下钢筋的弹性模量，MPa.

（8） 高温下型钢的屈服强度和弹性模量可按照以下原则取值：

型钢分为上翼缘、下翼缘、腹板三部分，对于火灾高温下梁截面型钢的强度和弹性模量，可根据文献[13]建议提供的普通结构钢在高温下强度和弹性模量折减规律进行选取，见表3和表4.

表3高温下型钢强度折减

Tab.3Strength reduction of steel at elevated temperatures

温度/℃201002003004005006007008009001 0001 1001 200faθfa1.001.001.001.001.000.780.470.230.110.060.040.020.00

表4高温下型钢初始弹性模量折减

Tab.4Reduction in elastic modulus of steel at elevated temperatures

温度/℃201002003004005006007008009001 0001 1001 200EaθEa1.001.000.900.800.700.600.310.130.090.070.050.020.00注：faθ――温度为θ时型钢的屈服强度；fa――常温下型钢的屈服强度.Eaθ――高温下型钢的弹性模量；Ea――常温下型钢的弹性模量.

（9） 高温下钢绞线的条件屈服强度和弹性模量按照以下取值[14]：

① 条件屈服强度

f0.2（θ）=（1.013-8.470×10-4θ+

1.269×10-7θ2-7.800×10-9θ3+

9.240×10-12θ4）f0.2；（5）

② 弹性模量

Epθ=Ep1.03+32×（θ+108）6×10-18 .（6）

式（5）和（6）中：

f0.2（θ）――温度为θ时钢铰线中丝的条件屈服强度；

f0.2――常温下钢铰线中丝的条件屈服强度；

Epθ――温度为θ时钢绞线中丝的弹性模量；

Ep――常温下钢绞线中丝的弹性模量.

（10） 预应力型钢混凝土梁配有3种钢材，即普通钢筋、型钢和预应力钢绞线.高温下抗弯承载力计算时，其界限受压区的高度取3种材料对应的界限受压区高度的较小值[8].

高温下预应力型钢混凝土梁截面的界限受压区高度xpsrcθ可根据以下原则确定：

① 温度为θ时普通钢筋的界限受压区高度

xsθ=β11+fyθEsθεcuθhos；（7）

② 温度为θ时型钢受拉翼缘的界限受压区高度

xaθ=β11+faθEaθεcuθ；（8）

③ 温度为θ时预应力钢绞线的界限受压区高度

xpθ=β11+0.002εcuθ fpyθ-σp0Epθεcuθhop.（9）

预应力型钢混凝土梁的截面界限受压区高度取上述三者的最小值：

xpsrcθ=min（xsθ，xaθ，xpθ）.（10）

式（7）～（10）中：

xsθ――温度为θ时普通钢筋的界限受压区高度，mm；

xaθ――温度为θ时型钢受拉翼缘的界限受压区高度，mm；

xpθ――温度为θ时预应力钢绞线的界限受压区高度，mm；

hos――纵向受拉钢筋合力点到梁截面受压边缘的距离，mm；

hof――型钢受拉翼缘截面重心到梁截面受压边缘的距离，mm；

hop――预应力钢绞线合力点到梁截面受压边缘的距离，mm；

Esθ――温度为θ时钢筋的弹性模量，MPa；

fpyθ――温度为θ时预应力钢绞线的抗拉强度，MPa；

εcuθ――等效截面压区外边缘混凝土温度θ时的极限压应变，对于受拉区受火三面受火的情形，为方便起见，可忽略温度的影响，近似按常温下的εcu取值；

β1――梁截面等效矩形受压区高度与中和轴高度的比值，对于拉区受火三面受火的情形，可近似按现行规范取值[15].

对于预应力型钢混凝土梁而言，为了不发生超筋破坏，其受压区高度xθ应满足下列条件：

xθ≤xpsrcθ.（11）2三面受火高温作用下梁抗弯承载力计算首先，将预应力型钢混凝土矩形截面梁沿截面高度和宽度分成m×n个矩形单元，如图1所示（图中，εsθ为温度为θ时钢筋的应变）.在截面温度场分布已知的情况下，以每个矩形单元中心点的温度代表该单元的平均温度，用来确定该单元的混凝土高温强度和钢材的高温强度.

对于受拉区位于高温区的预应力型钢混凝土梁，其正截面受弯承载力等于其受压区的混凝土、受拉受压区普通钢筋、型钢上下翼缘、型钢腹板、预应力钢绞线5部分承载力之和，如图2所示.

图1梁截面单元划分示意

Fig.1Element division of beam section

图2梁截面配筋示意

Fig.2Steel reinforcement of beam

为计算方便起见，对常温下的预应力型钢混凝土梁截面形心轴取矩，

Muθ≤∑ni=1∑rj=1α1fcθ（i，j）ΔbΔhy1-jΔh2+

∑ni=1α1fcθ（i，r+1）ΔbΔhsy1-rΔh-sΔh2+

f′yTA′s（y1-a′s）+∑f′aθA′afθ（y1-a′a）+

fyθAs（y2-as）+∑faθAafθ（y2-aa）+

fpyθAp（y2-ap）+Mawθ，（12）

由力的平衡得

f′yθA′s+∑f′aθA′afθ+

∑ni=1∑rj=1α1fcθ（i，j）ΔbΔh+∑ni=1α1fcθ（i，r+1）ΔbΔhs=

fyθAs+∑faθAafθ+fpyθAp+Nawθ，（13）

式中：Muθ――温度θ时预应力型钢混凝土梁的受弯承载力；

Mawθ――温度为θ时型钢腹板的受弯承载力；

Nawθ――温度为θ时型钢腹板的轴向承载力；

n――梁矩形截面划分单元沿宽度方向的单元数；

Δb――梁矩形截面划分单元的宽度；

Δh――梁矩形截面划分单元的高度；

r――梁截面等效矩形受压区高度范围内划分单元高度的整数倍；

m――梁矩形截面划分单元沿高度方向的单元数；

s――梁截面等效矩形受压区高度范围内不足一个单元高度Δh的单元高度系数，0

fcθ（i，j）――温度为θ时单元（i，j）的混凝土抗压强度；

faθ，f′aθ――温度为θ时受拉、受压区型钢的强度；

As――受拉钢筋的面积；

A′s――受压钢筋的面积；

Ap――受拉预应力钢筋的面积；

Aafθ――温度为θ时型钢受拉翼缘的计算面积；

A′afθ――温度为θ时型钢受压翼缘的计算面积；

y1――梁换算截面形心轴至梁受压边缘距离；

y2――梁换算截面形心轴至梁受拉边缘距离；

as――普通受拉钢筋合力点至截面近边的距离；

a′s――普通受压钢筋合力点至截面近边的距离；

ap――受拉预应力筋合力点至截面近边的距离；

aa――型钢受拉翼缘截面重心至截面近边的距离.

由于型钢一般布置在梁截面的核心部位，升温影响较小，故为简便起见，可不考虑型钢腹板的受拉区和受压区高度范围内的温度变化，而皆按受拉区和受压区高度中点的温度取值，并在受拉区和受压区视为温度均匀分布，以考虑型钢腹板受拉区和受压区的强度折减.预应力型钢混凝土梁内型钢腹板的受弯承载力Mawθ和轴向承载力Nawθ按下式计算[8]：

当a′a1

且a′a1+hw>xβ1=（s+r）Δhβ1

时，型钢腹板受拉区产生的拉力为[8]

Fw1θ=hw+a′a1-xβ1twfaθ，（14）

型钢腹板受压区产生的压力为[8]

Fw2θ=-xβ1-a′a1twfaθ，（15）

则： Nawθ=Fw1θ+Fw2θ.（16）

Fw1θ距换算截面形心轴的距离

Dw1θ=xβ1+0.5hw+a′a1-xβ1-y1，（17）

Fw2θ距形心轴的距离

Dw2θ=y1-a′a1+0.5xβ1-a′a1，（18）

则型钢腹板的抗弯承载力为

Mawθ=Fw1θDw1θ-Fw2θDw2θ，（19）

整理后得：

Mawθ=xβ1-a′a12twfaθ+

hw-2xβ1-a′a10.5hw+xβ1-y1twfaθ，（20）

式（14）～（20）中：

x――梁截面等效矩形受压区高度，

x=（s+r）Δh；

a′a――型钢受压翼缘截面重心至截面近边的距离；

a′a1――型钢腹板受压边缘至截面近边的距离；

aa1――型钢腹板受拉边缘至截面近边的距离；

hw――型钢腹板高度；

tw――型钢腹板厚度.

针对预应力型钢混凝土梁处在三面受火状态的情况（如受拉区受火），即受压外缘混凝土处于非受火区，故可近似忽略受压外缘混凝土极限压应变受高温的影响，α1和β1可按常温情况取值，否则，应考虑混凝土受压外缘混凝土极限压应变随高温变化的影响.对于混凝土受压区高度x=（s+r）Δh，r是混凝土受压区所含单元高度Δh的整数部分，s是混凝土受压区所含单元高度Δh的非整数部分.计算时可采用试算法求解r的值，假定r为某一整数，当所求的0

试验梁型钢的常温弹性模量

Es=2.06×105 MPa；

常温屈服强度fa=305 MPa；

型钢腹板面积Aa=1 012 mm2；

翼缘面积Aaf=A′af=800 mm2，tw=5.5 mm，

hw=184 mm，hof=266 mm；

混凝土常温弹性模量Ec=3.51×104 MPa；

常温抗拉强度ft=1.89 MPa；

常温抗压强度fc=37.21 MPa；

钢绞线常温弹性模量Ep=1.95×105 MPa；

常温抗拉强度fpy=1 320 MPa；

面积Ap=278 MPa；

距截面近边的距离ap=115 mm，

hop=235 mm；

普通钢筋常温屈服强度fy=f′y=396 MPa；

纵向受拉钢筋面积As=308 mm2，

hos=318 mm.

图3试验梁截面尺寸及配筋情况

Fig.3Size and reinforcement of test beam section图4试验梁恒载升温示意

Fig.4Test beam under constant load

and elevated temperatures对以上试验梁进行恒定加载与三面标准升温曲线耦合作用耐火性能试验[1011]，如图5和图6所示，标准升温150 min时试验梁达到耐火极限.

图5恒载升温试验炉照片

Fig.5Photo of test fire furnace图6试验梁恒载升温试验降温后照片

Fig.6Photo of test beam after fire testing

3.2高温下预应力型钢混凝土梁截面单元的混凝土强度将预应力型钢混凝土试验梁沿截面高度和宽度分成10×6的单元网格，如图7所示.为节省篇幅，仅以梁在标准升温作用下t=60 min为例，说明梁截面各单元混凝土强度的取值.本文应用ABAQUS有限元分析软件，对预应力型钢混凝土试验梁[1011]（FPSRCB13）进行了三面受火情形下的温度场分析，依据截面的温度场分布，确定出截面各个单元网格区域内的平均温度，如表5所示.

图7梁截面单元网格划分

Fig.7Unit grid division of beam section

依据表5的温度值和常温下混凝土的实测抗压强度值，由本文假定（6），可得各划分单元的混凝土折算强度，如表6所示.

对于截面中不同钢材的折算强度，可据各钢材所处的具置并参考表5单元网格的温度值，按

表5高温下预应力型钢混凝土梁截面单元网格的平均温度

Tab.5Average temperature of unit grid of prestressed steel reinforced concrete beam section ℃

列行12345678910160060060060060060065065070070023303503503503503503504004505003240240240240240270270300350400424024024024024027027030035040053303503503503503503504004505006600600600600600600650650700700注：网格区域编号：梁高度方向由左到右，梁宽度方向由上到下.

表6高温下梁截面所划单元网格的混凝土折算强度

Tab.6Reduced concrete strength of unit grid of beam sectionMPa

列行12345678910116.716.716.716.716.716.714.014.011.211.2230.529.829.829.829.829.829.827.925.122.3332.432.432.432.432.431.331.331.629.827.9432.432.432.432.432.431.331.331.629.827.9530.529.829.829.829.829.829.827.925.122.3616.716.716.716.716.716.714.014.011.211.2注：网格区域编号：梁高度方向由左到右，梁宽度方向由上到下.

照本文基本假设7、8、9的原则确定.按照本文前述中提出的简化计算公式，对试验梁进行了6个时间节点的受弯承载分析计算，结果如表7所示.

由表7可得FPSRCB13试验梁的受弯承载力Muθ与标准升温时间t的计算全过程关系曲线，如图8所示.

表7试验梁FPSRCB13的计算受弯承载力

Fig.7Calculation of the flexural bearing capacity of FPSRCB13

t/min306090120150180Muθ/（kN・m）171.4150.5128.768.156.7 （51.4）38.7注：表中括号中数值为试验实测值.

图8预应力型钢混凝土梁正截面受弯承载力与

标准升温时间计算全过程关系曲线

Fig.8Relationship between

钢结构预算篇8

越来越深广的应用，针对预应力施工中的关键技术预应力钢筋的张拉施工，介绍了后张法预应力张拉工艺、张拉控制、钢绞线伸长值的计算及现场测量。

[关键词]： 预应力、后张拉、双控法、伸长值

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

后张拉预应力技术一般用于各种大跨度预制或现浇结构。常用的预应力钢筋材料主要有：预应力混凝土用钢绞线、冷拔低碳钢丝、精轧螺纹钢、刻痕钢丝等。结合混凝土预应力钢绞线、金属螺旋管成孔方法现浇结构为例，谈谈双控法张拉在后张拉预应力现浇结构施工中的应用技术。

1张拉前准备

预应力张拉施工前应做好充足的技术准备：熟悉图纸；编制预应力张拉施工方案；混凝土结构强度、预应力筋材料及张拉设备检查、检测及配套标定；确定预应力钢绞线及张拉指标参数。

2钢绞线理论伸长量及实际伸长量的计算

2.1预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为1860Mpa的高强度低松弛钢绞线，弹性模量为1.95×105Mpa,控制应力σCONW为0.75Ryb(钢绞线强度标准值)，考虑摩擦应力损失，在控制应力的基础上超张5%。

2.2JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范中关于预应力筋的理论伸长值LL按照以下公式计算：LL=PP×L/AP×EP；PP=P×[1-e-(kx+μθ)]/ kx+μθ。其中各符号含义如下：LL―预应力钢绞线理论伸长值（cm）；AP―预应力钢绞线的截面面积（mm2）; EP―预应力钢绞线的弹性模量；PP―预应力刚交线的平均张拉力（N）;P―预应力钢绞线张拉端的张拉力,N; θ―从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad;k―孔道偏差系数；μ―孔道摩擦系数。

2.3 计算理论伸长值时应注意以下三点：一是公式中的AP为钢绞线的实际检测试验值；二是公式中k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数。工程实践中，最好对孔道摩擦系数按规范进行测定，并对施工中影响摩擦系数的方面进行认真检查，以确保摩擦系数的大小与实际一致；三是理论伸长值计算对于非对称结构，钢绞线非对称布置时，计算原则是从两段向中间分段计算，至某一点时钢绞线的受力基本相等即可，而不是简单的分中计算。

2.4 钢绞线实际伸长量的测量是直接测量张拉千斤顶活塞伸出量的方法，钢绞线实际伸长量计算公式：LS=b+e+c－d-2a(a、b、c、d、e是千斤顶分步张拉时各步的引伸量)。

3、张拉控制及张拉工艺

3.1 张拉控制：对于大跨度、对称布置的钢绞线预应力结构应采用两段对称同时张拉，两端千斤顶升降压、测量伸长值等工作同步进行，张拉力、伸长量双控的方法。预应力钢绞线张拉时的控制应力应以张拉时的实际伸长值与理论计算值进行校核，实际伸长值与理论伸长值相差须在±6%以内，否则应暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再继续进行张拉。施工中不得对预应力钢绞线进行超张拉。

3.2 张拉工艺：第一步，千斤顶就位后，先将主油缸少许充油，让预应力钢绞线绷紧；第二步，千斤顶缓慢平稳张拉到15%张拉控制应力并记录当前千斤顶引伸量a;第三步，千斤顶张拉到30%张拉控制应力并记录当前千斤顶引伸量b;第四步，千斤顶回顶并记录回顶量c;第五步，二次出顶并记录出顶量d;第六步，千斤顶张拉到105%张拉控制应力并记录伸长量e;第六步，实际伸长量LS与理论值LL比较，误差控制在±6%LL以内。

4 预应力筋张拉应注意的问题

4.1 预应力筋张拉前，混凝土结构的强度应达到规范及图纸要求；张拉设备应符合设计要求并配套标定。

4.2 千斤顶操作过程中必须缓慢平稳进行，张拉完毕持荷时间应符合设计及规范要求，钢绞线张拉后及时对其做画线标记并定期观测。

4.3 张拉现场应该有明显警示标志，与工作无关的人员严禁入内。张拉时千斤顶后面不得站人，以防预应力钢绞线拉断或锚具、夹片弹出伤人。

4.4 在张拉持荷完毕并测量完伸长量在控制范围内后，应把每端钢绞线拉长3-6mm以补足夹片回缩量，使最终的锚固力达到设计的锚固控制应力。

4.5 已张拉好而尚未灌浆的预应力构件，严禁上荷剧烈震动，以防钢绞线断裂而致重大质量安全事故。

5 结 语

预应力筋的张拉控制是后张法预应力施工的核心技术，只有在进行精确的计算、正确的操作方法和严格的施工工艺下，才能保证预应力工程的施工质量。由于水平有限，以上的方法和观点如有不足之处，商请批评指正。

参考文献：

[1]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范。

钢结构预算篇9

关键词：高强钢筋;钢结构;桥梁;施工

中图分类号： K928 文献标识码： A

1 工程概况

以武汉天兴洲公铁两用长江大桥作为实例，其全长约为2 84211 m,布置方式为上层公路,下层铁路。公路桥技术标准按城市桥梁快速路标准设计,具体铁路桥梁技术标准:正线数目为4。客运专线按双线、I级标准设计。货运线按中)活载设计,客运线间距510 m,客运线与货运线间距816 m,货运线间距412 m。桥0~5号墩为南汊正桥,5~20号墩为南引桥,0~28号墩为北引桥。总长1 75011 m,南北引桥均为跨径4017 m简支梁桥,铁路4017 m跨采用等高度预应力混凝土简支箱梁,客运线箱梁质量约1 300 t,I级线箱梁质量约1 260 t。公路4017 m跨采用等高度连续箱梁,单幅单跨箱梁质重为950 t。引桥公铁合建段采用双层桥墩布置形式,下层铁路采用板式桥墩,上层公路采用框架墩。南汊主桥为(98+196+504+196+98)m双塔三索面斜拉桥,全桥长1 092 m。上层6车道公路为正交异性板和混凝土结合桥面板,沥青桥面;下层4线铁路(客、货运各2线)为道碴桥面,主桥立面布置见图1。

公路面为结合板;2-公路面为正交异性板

图1 天兴洲长江大桥主桥立面布置示意 m

其中， 南汊主桥斜拉桥采用板桁结合钢桁梁作为主梁,N形桁架,3片主桁,桁宽2*15 m,桁高1512 m,节间长14 m。钢桁梁工地连接均采用M30、M24高强度螺栓。全桥钢桁梁重达413万t,安装方案采用梁上起重机起吊对称悬臂拼装,边悬臂拼装钢桁梁、安装斜拉索,边进行公路桥面结合板安装。其中主塔下横梁处的起始4个节间的钢梁需要在墩旁托架上散拼,散拼完成后再在钢梁上安装架梁吊机,再悬臂安装2个节间后才能挂索,8个节间钢桁梁总质量达5 000 t,架梁吊机自重达6 000 kN,主塔处前8个节间钢梁架设总体布置见下图2。

1-700 t步履式架梁起重机;2-钢桁梁;3-墩旁托架

图2 主塔处前8个节间钢梁架设总体布置示意 m

2 预应力钢结构设计原理

在主塔下横梁处的起始8个节间的钢梁的悬臂安装过程中,需要设置临时支撑来支撑下横梁以外的钢梁,由于该桥设计为上下层通车,上层6线公路,下层4线铁路,因此钢梁杆杆自重荷载非常大,一个节间的钢梁荷载达6 250 kN,到再加上7 000 kN的步履架梁吊机。支撑方案1,在钢梁的正下方设置满堂支架来支撑钢梁,存在如下3个方面的问题:第一,支架基础有的落在主塔承台上,有的落在水中。落在主塔承台上的支架,通过在承台上埋设预埋件,在预埋件上焊接钢管立柱,形成钢梁支撑;落在水中的钢梁支撑需要设置水中基础,采用钻孔桩或者钢管桩,采用钻孔桩,需要搭设钻孔平台,施工工期长,投入大;采用钢管桩,可以采用浮吊直接插打,由于受到打桩锤插打能力的控制,钢管桩的单桩承载力通常控制在2 000 kN以内,在架梁吊机站位范围,钢梁的自重荷载以及架梁吊机自重和架梁吊机起吊整节间钢梁(6 000 kN荷载),刚管桩要满足如此大的荷载,布置困难,同时与在主塔承台上的刚性支撑相比,钢管桩在插打完后,沉降变形相对较大。

支撑方案2,为了达到经济的目的,省去钻孔桩投入大的缺陷,可以直接在承台范围设置一个斜腿的墩旁托架,支撑钢梁,由于钢梁杆件钢度大,经过计算分析,钢梁悬臂安装2个节间对钢梁无影响。经过计算分析,在主塔前8个节间悬臂拼装的各个工况中,悬臂吊装第4个节间时对墩托架的受力最不利,此时,钢管中的最大轴力为7 500 kN,墩顶托架处的拉力为3 500 kN。如果墩旁托架最顶处采用普通钢结构的处理方法,直接在主塔下横梁处埋设预埋件,墩旁托架的杆件与预埋件直接焊接,而需达到3 500 kN抗拉强度的焊缝,设计比较困难,同时由于焊缝是在工地施焊,焊接质量难以保证,墩旁托架的安全性难以保证。因此单靠单一的钢结构很难满足,此时必须在钢结构上施加预应力,才能满足整个结构的受力要求,这个结构必须是预应力和钢结构组合才能成立,二者缺一不可,因此可以把这个结构称之为/预应力钢结构0,由于这一结构的优越性,在很多桥梁的施工过程中得到了广泛的应用。

针对上述问题,经过大量的计算分析和研究,拟采用预应力钢结构来解决这一难题,结构的大样布置见图3。

1-钢绞线; 2-托架

图3 “预应力钢结构”大样

在托架顶部的800*22钢管内通长水平横穿钢绞线,通过张拉托架两端钢绞线产生的预应力来克服巨大的水平力,结构设计简洁明了,结构的安全性有保证,经济效益明显。

3 结构设计计算

托架所承受的荷载包括:一期荷载钢梁,二期荷载架梁吊机吊装钢梁时所产生的荷载,结构本身和其它结构在风压作用下所产生的水平荷载。结构计算分析如下:计算采用MIDAS 61111建立空间有限元模型,桁架结构杆件采用梁单元,钢箱梁和托架支承处采用只受压的桁架单元。钢管与塔座采用固接,钢箱梁与主塔下横梁采用固接,钢管与主塔下横梁采用固接。通过分别计算钢梁架设过程中拼装6个节间,最大悬臂吊装;拼装7个节间,最大悬臂吊装;及拼装8个节间这三种工况。钢梁滑移时,考虑横向力作用,风载按9级风考虑,横向力按桁架自重5%计,作用于钢管托架节点上。3种工况均考虑预应力,其大小为4 000 kN。工况1:6节间自重+架梁吊机悬吊+横向力+风载+预应力,见图5;工况2:7节间自重+架梁吊机+横向力+风载+预应力;工况3:8节间自重+架梁吊机+横向力+风载+预应力。

图5 计算模型及边界条件 kN

4 预应力钢结构施工工法

下面简要介绍一下施工工法：在张拉端设置钢垫块,来将力分配给钢结构。钢结构局部必须有足够的强度满足巨大的局部压力,设置加劲肋,对于钢管径向承压能力差的结构,可以采用在钢管内壁设剪力钉,灌注微膨胀细石混凝土,等措施增加钢管径向承压能力。张拉节点大样见图6；在钢管向设置波纹管；在波纹管内穿钢绞线；安装工作锚；张拉钢铰线；张拉完成后切断钢铰线,在工作锚处安装钢筋网片,立模浇筑封锚混凝土。

1-工作锚;2-C50封锚混凝土;3-工作平台;

4-钢垫块;5-钢绞线

图6 张拉节点大样

结束语

综上所述，分析了预应力钢结构在桥梁施工中的应用的主要形式，可以看出，这种施工方法可以充分发挥高强钢筋的长处,对于需要克服拉力较小的结构,可以采用四级钢筋与钢结构结合,工艺更简单,但由于受力更加合理,结构更加安全,经济效益明显,因此,值得在桥梁施工中大力推广。

参考文献：

[1]陈善光.桥梁工程预应力施工管理探讨[J].现代企业文化,2009,271

钢结构预算篇10

关键词：靠船构件；安装；搁置法；工艺要点

中图分类号：U656文献标识码： A

引言

靠船构件为高桩梁板结构以及高桩墩式结构码头必不可少的组成部分，一般靠船构件底标高均接近设计低水位，因受潮水影响，有效作业时间短，为保证靠船构件的施工质量一般采取预制安装的施工方法。以笔者所在海洋科学考察岸基配套设施及保障条件建设码头改扩建项目为例，靠船构件在码头后方预制场，使用组合钢模板进行预制，施工简单，混凝土表面质量能够得到有效保证，施工难点主要集中在安装上，相关文献已对靠船构件安装的具体施工方法作了介绍【1】，下文仅对与安装有关的施工要点进行相应补充，以供参考。

一、工程简介

海洋科学考察岸基配套设施及保障条件建设码头改扩建项目主要包括改扩建2个3000吨级科考船泊位（水工结构按靠泊5000吨船舶设计）及相应配套设施，码头为高桩梁板结构。靠船构件为预制构件，安装时与横梁整体浇筑，纵向钢筋伸入横梁，与横梁顶层钢筋焊牢；靠船构件嵌入下横梁 50mm，目前所有靠船构件安装已施工完毕，与现浇横梁外观衔接良好。

二、施工工艺

3.1施工工艺流程

安装施工工艺流程：测量、放样桩顶设置吊筋及钢围囹构件水运至现场起吊安装复测调整检查验收加固靠船构件

3.2施工方案

搁置法安装靠船构件，先在预制时预埋pvc管，留出孔洞。并通过构件重量确定钢围囹型号，通过吊筋将钢围囹固定于灌注桩上。安装时，将槽钢或工字钢穿过预留孔洞，由吊机搁置在钢围囹上，并调整到位，图1。

图1 靠船构件安装示意图

三、施工要点

4.1预留孔洞加固处理

在靠船构件预制时，需预留孔洞，供槽钢穿过并搁置在钢围囹上。本工程选用pvc管作为预埋材料，管径与管位置，与槽钢规格和钢围囹标高有关，确定好孔洞位置后，发现孔洞顶部距离靠船构件顶部仅剩5cm，其强度不足以支持靠船构件及后续浇筑横梁的自重，因此项目部采取每个预留孔设置2个Φ20圆钢作为吊鼻（可视为浇筑在混凝土中的吊鼻）的方法，并依据规范【2】进行如下验算：

单个吊环截面面积按下式计算：

A=3F/2nfy

A 一一单个吊环钢筋截面面积(mm2) ;F 一一构件的总重力设计值(N)，本工程为构件自重，以及浇筑横梁过程中构件承担的横梁重，取1.61*105N ;n一一吊环数，当一个构件设有4 个吊环时，按3 个受力计算;fy一一抗拉强度，HPB300钢筋抗拉强度取值270N/mm带入上述数值后A=3*1.61*105/（2*3*270）=298 mm2施工中拟选取4个Φ20圆钢，Φ20圆钢截面面积A’=20*20*3.14/4=314mm2>298mm2符合施工要求。

4.2搁置槽钢的选择

搁置法安装靠船构件，在安装前，需要使用型钢穿过预留孔洞搁置在钢围囹上，型钢的选择，需要同时考虑施工方便和承受荷载的能力，尽量在保证能够承受施工荷载的前提下，减少型钢使用量。参考相关规范【3】，通过下列计算过程选择合适的型钢。

4.2.1荷载组合

每根槽钢所受到的荷载，主要为通过靠船构件向槽钢施加的均布荷载q1，以及钢围囹对其产生的均布反作用力n1。

靠船构件向槽钢施加的均布荷载，考虑靠船构件自身重量G，以及下横梁施工时混凝土对靠船构件产生的荷载F’，并均匀分布于每根槽钢上通过计算，靠船构件对槽钢产生的总压力

F=G+F’ =80.3kN+53.84kN=134.14kN=1.34*105N

本工程槽钢选用现有的[12槽钢，每个靠船构件4根，即每孔2根，故

q1=1.34*105/1.3/4=25769N/m

n1=1.34*105/0.2/4=167500N/m

4.2.2槽钢受力计算

由q1，n1，绘制槽钢反力图、剪力图及弯矩图如下

4.2.3.应力验算

（1）抗弯

参考规范，[12槽钢抗弯强度应满足下列要求

M/Wγ≤f

其中：M-最大弯矩，取6281250N.mm

γ-截面塑性发展系数，查规范表得γ=1.05

W-净截面模量，[12槽钢W=50600mm3

f- 钢材抗弯强度设计值，取f=215N/mm2

故抗弯截面应力f=6281250/1.05/50600=118.2N/mm≤【f】=215N/mm2符合规范要求。

（2）抗剪

[12槽钢抗剪强度应满足下列要求

τ=VS/Itw≤fv

其中：V-最大剪力，取16750N

S-计算剪应力以上毛截面对中和轴的面积矩，[12槽钢S=31200mm3

I-毛截面惯性矩，[12槽钢I=3039000mm4

tw-与中和轴相交的腹板总厚度，[12槽钢tw =7.8mm

fv- 钢材抗剪强度设计值，取f=125N/mm2

故抗弯截面应力τ=16750*31200/3039000/7.8=22N/mm≤【fv】=125N/mm2符合规范要求。

故所选槽钢规格符合施工需求。

结论

在不同的码头施工中，靠船构件安装方法的选取应因地制宜，当选用搁置法进行施工时，着重注意本文所提到的要点，可较为快捷准确地选择安全经济的支撑结构形式。

参考文献

1：吴春年，徐国彬.靠船构件不同安装方法的特点[J].港工技术与管理,2008,(3):23-25,29.