桁架混凝土結構（桁架混凝土結構的成本分析）

桁架混凝土結構,，作為一種高效的建筑結構形式,，因其獨特的受力特性和良好的抗震性能而廣泛應用于現(xiàn)代建筑工程中,。本文旨在深入分析桁架混凝土結構的成本構成,，并探討其在不同工程應用中的經(jīng)濟性,。通過對桁架材料,、施工工藝及維護成本的詳細研究,，結合國內(nèi)外案例對比,，本報告揭示了桁架混凝土結構在建設過程中的經(jīng)濟優(yōu)勢,。還提出了優(yōu)化設計方案以降低長期運營成本的建議,，為工程設計和施工提供了重要的參考依據(jù)。

一,、桁架混凝土結構的概念

桁架混凝土結構是一種將桁架與混凝土相結合的結構形式,。其中，鋼筋混凝土桁架是用鋼筋混凝土或預應力混凝土材料制成的桁架,，多用于屋架,、塔架，有時也用于棧橋和吊車梁等建筑結構部件中,。

二,、桁架混凝土結構的形式

常見形狀形式
- 三角形：在一些小型建筑或者對空間有特殊要求的建筑中適用，例如小型倉庫等,，這種形式的桁架混凝土結構坡度較大,，適用于屋面材料為粘土瓦,，水泥瓦及小青瓦等要求排水坡度較大的情況，且適用跨度在18m以內(nèi)（常取12m）的建筑,。
- 梯形：梯形的桁架混凝土結構受力性能比三角形合理,，可用于跨度較大房屋，適用跨度為12 - 18m,。常見于工業(yè)廠房等建筑中,。根據(jù)是否對屋架下弦施加預應力，分為鋼筋混凝土屋架（適用跨度為15 - 24m）和預應力混凝土屋架（適用跨度為18 - 36m或更大）,。上弦為直線,，屋面坡度為1/10 - 1/12，適用于卷材防水屋面,，上弦節(jié)間為3m,，下弦節(jié)間為6m，矢高與跨度之比為1/6 - 1/8,，屋架端部高度為1.8 - 2.2m,，自重較大，剛度好,。
- 多邊形或折線形：折線形桁架高度呈拋物線型的桁架是較為理想的桁架形式,。上弦曲線做成圓形使屋架外形與拋物線彎矩圖接近，為便于制作,，常將桁架上弦各節(jié)點與彎矩圖重合,，而在各節(jié)點之間取直線，成為折線形桁架,。在一些大跨度建筑中可以采用這種形式來優(yōu)化結構受力性能,。
- 平行弦：平行弦桁架在一些對結構空間布局有特殊要求的建筑中可能會被采用，例如在一些多層廠房或者特殊造型的建筑中,，其各弦桿相互平行,，結構受力特點和空間布局有獨特之處。
有無斜腹桿形式
- 有斜腹桿桁架混凝土結構：斜腹桿在結構中起到傳遞內(nèi)力,、增加結構穩(wěn)定性的作用,，使得桁架能夠承受不同方向的荷載。
- 無斜腹桿（空腹桁架）：這種形式的桁架混凝土結構可滿足建筑對內(nèi)部空間交通或其他特殊要求,，并且能使桿件總數(shù)減少,，節(jié)點構造簡便。例如上海大劇院的月牙形屋架采用無斜腹桿屋架,，既可滿足建筑對鋼屋蓋內(nèi)部縱向交通的要求,，又使桿件總數(shù)減少，節(jié)點構造簡便，受力性能好,，具有很大的抗扭剛度和雙向抗彎剛度,，整體穩(wěn)定性強，可省去大量支撐,。

三,、桁架混凝土結構的應用范圍

工業(yè)建筑方面
- 在工業(yè)廠房中，桁架混凝土結構可用于屋架部分,，承擔屋面荷載并將其傳遞到柱子等下部結構上,。對于大跨度的工業(yè)廠房，預應力混凝土桁架由于其較好的受力性能和較大的適用跨度（如18 - 36m或更大）,，能夠滿足廠房內(nèi)部較大空間的需求,，同時保證結構的安全性和穩(wěn)定性。
民用建筑方面
- 在一些公共建筑如體育館,、影劇院,、展覽館、食堂,、菜場,、商場等，桁架混凝土結構也有應用,。大跨度的桁架混凝土結構可以創(chuàng)造出開闊的室內(nèi)空間,，滿足這些建筑功能上的需求。當建筑跨度在36m以下時,，一般可選用鋼筋混凝土桁架,；有條件時最好選用預應力混凝土桁架,；當所處環(huán)境相對濕度大于75%或有腐蝕性介質(zhì)時,，不宜選用木桁架，此時桁架混凝土結構可能成為較好的選擇,。
其他建筑結構方面
- 可用于塔架結構,，例如一些通信塔、輸電塔等,，桁架混凝土結構能夠利用其結構特點有效地承受豎向荷載和水平荷載（如風荷載等）,。
- 在棧橋結構中，桁架混凝土結構可以作為棧橋的主要承重結構,，承擔物料運輸?shù)群奢d,。

四、桁架混凝土結構的特點

受力性能方面
- 桁架混凝土結構中的桿件主要承受拉力或壓力,，內(nèi)力分布較為均勻,，可以充分發(fā)揮材料的作用。相比于梁結構，桁架結構受力更合理,，能夠減少材料耗量和結構自重,，從而使結構跨度增大，這對于大跨度建筑結構尤為重要,。
材料利用方面
- 在鋼筋混凝土桁架中,，由于混凝土抗壓性能好，鋼筋抗拉性能好,，二者結合形成的桁架混凝土結構能夠有效地利用兩種材料的力學性能,。不過，鋼筋混凝土桁架的拉桿在使用荷載下常出現(xiàn)裂縫,，因而僅用于荷載較輕和跨度不大的桁架,；而預應力混凝土技術的發(fā)展，解決了這一問題,，使得跨度較大和荷載較重的桁架能夠采用預應力混凝土桁架,，常用的跨度為18、24,、30米,，個別為60米。
結構形式靈活性方面
- 桁架混凝土結構便于按照不同的使用要求制成各種需要的外形,，如上述提到的三角形,、梯形、折線形等不同形狀的桁架形式,，可以滿足不同建筑造型和功能需求,。同時，在結構內(nèi)部,，通過調(diào)整腹桿和弦桿的布置方式,，也能夠適應不同的空間和受力要求。