16. Одноэтажные здания с перекрёстно-ребристыми покрытиями: конструктивные схемы, конструктивная высота покрытия, особенности опирания конструкций покрытия на колонны и стены.

В конструкциях плоских покрытий промышленных зданий с большими пролётами и крупными сетками колонн иногда применяются перекрёстно-ребристые покрытия, работающие в двух, а иногда в трёх направлениях. Такие конструкции могут быть применены для покрытий производственных зданий различного назначения: ангаров, эллингов, универсальных зданий с укрупнённой сеткой колонн, а также для покрытий зданий и сооружений, имеющих круглую или многоугольную форму в плане (отстойников, резервуаров). Применение перекрёстно-ребристых покрытий позволяет снизить объём здания, так как высота их в 2-2,5 раза меньше высоты обычных покрытий по балкам или фермам. Нижние пояса в перекрёстно-ребристых конструкциях располагаются в обоих направлениях на одной высоте, что облегчает подвеску к ним кран-балок и других транспортных и технологических устройств и упрощает устройство подвесного потолка.

Одна из особенностей перекрёстно-ребристых конструкций – разнообразие способов их опирания по контуру или внутри его в произвольных точках, что расширяет возможности использования этих систем для свободного решения планировки помещений.

Для перекрестных конструкций характерен квадратный план. В этом случае расчётные усилия в элементах разных направлений получаются одинаковыми при любом симметричном относительно главных осей расположении опор. При отступлении от квадратного плана изгибающие моменты в коротком направлении резко возрастают и при отношении сторон прямоугольника более 1:1,2 система становится практически нецелесообразной.

Экономичность перекрёстно-ребристых конструкций в значительной степени зависит от характера решения опор. По поводу опирания на 4 опоры сказано выше. Перекрёстно-ребристая система становится

конкурентоспособной с балочной конструкцией в случае опирания на четыре опоры только тогда, когда эти опоры выполнены с мощными капителями, что позволяет включить в работу опорного контура два, три ребра и более.

Если опоры размещаются внутри контура системы с образованием консольных свесов, то разгружающее влияние консолей значительно перераспределяет усилия в элементах, выравнивая их в пролёте и между опорами и над опорами. Наиболее целесообразный вылет консолей 1/5-1/4 основного пролёта.

Перекрёстные конструкции можно опирать на промежуточные рёбра – балки, фермы, рамы и ванты, а также на арочные конструкции с надстройками.

Широко могут применять варианты комбинирования перекрёстно-ребристой системы с вантами, в результате чего образуется подвесная конструкция.

Экономически целесообразным является применение неразрезной типовой секции, опертой на геометрически правильную сетку колонн. В этом случае типовая секция размером 72х72 м может быть разбита на ячейки размером 18х18, 24х24 или 36х36 м. При этом строительную высоту покрытия даже при пролётах 24 м можно снизить до 1-1,5 м, сохраняя достаточно высокую жёсткость системы. Наличие консолей во всех случаях обеспечивает разгружающий эффект по внешним опорным линиям системы.

Перекрёстно-ребристые конструкции можно выполнять из металла, железобетона и дерева.

Металлические – пролёты могут превышать 100 м, двутавровоетсечение, высота 1/24…1/30 пролёта, при наличии внутриконтурных опор и разгружающих консолей может быть снижена ещё более.

Железобетонные – при пролётах не более 36 м, высота 1/16…1/24 пролёта.

Перекрестно-ребристые конструкции изготавливаются главным образом из железобетона, в некоторых случаях из металла и даже из дерева. Перекрестно-ребристые железобетонные покрытия могут быть выполнены и в монолите, однако такое решение невыгодно из-за огромного расхода древесины на леса и опалубку. Более прогрессивным и экономически целесообразным является монтаж ребристого покрытия из сборных коробчатых элементов (рис. XII, 18, а, б).

Коробчатые элементы представляют собой ящики с дном, повернутым кверху, которые монтируются непосредственно на лесах. При небольших пролетах (до 24 м) они могут быть смонтированы также и на земле, а затем кранами подняты в проектное положение. По нижней кромке эти ящики обычно имеют выступ, которым примыкают друг к другу, оставляя между стенками зазор в 10... 15 см, куда закладывается соединяющая их арматура. После заполнения зазоров высокопрочным бетоном и его отвердения конструкция превращается в жестко замоноличенное перекрестно-ребристое покрытие.

Перекрестно-ребристое покрытие может быть создано и непосредственным монтажом отрезков ребер длиной в две ячейки. При этом каждый отрезок ребра крепится к двум, перпендикулярно стоящим к ним ребрам на половине длины. Такое решение сборной перекрестно-ребристой конструкции может быть выполнено не только из железобетона, но также из элементов металлической фермы или деревянных щитовых элементов (рис. XII.18, в, выше).