§ 19. Пространственные перекрестные конструкции покрытий

Перекрестные конструкции покрытий пред­ставляют собой системы взаимно пересекаю­щихся балок или ферм, располагающихся вертикально или наклонно.

В местах пересечения они жестко скреп­лены между собой, что обеспечивает стати­ческую работу всей системы как единого це­лого в виде пространственной плиты, опертой по контуру на колонны, размещаемые по пе­риметру покрытия под каждой фермой, или на контурные фермы. По условиям равномер­ного распределения усилий в двух направле­ниях применение перекрестных конструкций целесообразно для покрытий помещений, близких в плане к квадрату, с соотношения­ми сторон 1:1 - 1:1,25, а также многоуголь­ных.

ППК м.б. :

• плоскими,

• криволинейными,

• сферическими –

в зависимости от композиции здания. При плоской форме – до 100 м., криволинейные – 200 м. Мы будем рассматривать плоские.

Преимущества:

1. плоская крыша;

2. уменьшение строит. объема,

3. во внутр. пространстве – инженерные коммуникации;

4.облад. повыш. жесткостью и высокой прочностью;

5. хорошо воспринимают сосредоточенные нагрузки (как в верх. так и в нижнем поясе).

Выполняются из: ж/б, стали, дерева, из сочетания стальных и ж/б конструкций.

Перекрестные конструкции м.б. образованы пересекающимися балками или фермами, расположенными в двух или в трех направлениях.

В первом случае - конструкция обладает меньшей степенью пространств. жесткости и неизменяемости. Для ее уси­ления могут применяться диагональные свя­зи в углах.

Во втором - конструкция приобретает большую пространствен­ную жесткость, позволяющую сократить рас­ход металла на 10-16%. Но при этом услож­няется конструкция узлов и увеличивается трудоемкость монтажа.

Поэтому первая сис­тема имеет более широкое распростране­ние.

Для уменьшения изгиб. моментов в пролете покрытия применяются перекрестные системы с консолями. Вылет консолей принимается 1/4 - 1/5 от пролета.

Высота перекрестных конструкций состав­ляет 1/15 - 1/25 пролета, а при наличии кон­солей - 1/30—1/35, что позволяет уменьшить объем зального помещения и создает зри­тельное ощущение легкости покрытия.

ПК устраив-ся:

- до 30 м – из парных уголков;

- до 40 м – из железобе­тонных, стальных и деревянных балок;

- при 100 м – стальные фермы из трубчатых стержней – «структур».

Применение трубчатых стержней по сравнению с прокатными профи­лями - экономия металла. Поверх перекрестных конструкций укладыва­ются железобетонные, армоцементные, метал­лические панели, плиты или листы.

Эффективность перекрест­ных конструкций увеличивается, если плиты покрытия жестко скрепляются с балками или верхними поясами ферм и включаются в статическую работу всей системы.

Структурные системы обладают:

• повыш. жесткостью в сравнении с перекрестно-ребристыми плитами;

• строит. высота их меньше = 1/35 – 1/40 пролета;

• хорошим распределением нагрузок по стержням;

• возможностью воспринимать сосредоточенные нагрузки как по верхнему так и по нижнему поясу;

• легко типизируются (один типов. узел, один элемент – стержень);

• экономичны по расходу материалов;

• повышенная надежность при выходе из строя отд. элементов;

• архитект. выразительность.

Недостаток – многодетальность, монотонность сборки.

Плиты регулярной структуры позволяют сделать опирание:

- по углам,

- по контуру,

- по стене,

- внутриконтурное опирание, консольные свесы.

Перекрестные конструкции бывают открытыми внутрь зальных помещений или иметь подвесной потолок.

Наиболее сложными и металлоемкими элементами ПК являются узлы жесткого соединения перекрещивающихся элементов. В металлических стержневых структу­рах в узле может сходиться 12, 18 стержней. Узлы соединяются с помощью болтов, шаров с резьбой гнутых элементов, фасонок и сварки.

ППК = ПСПК (перек. – стержневые ПК). Объекты типизации – стержень и узловой элемент. Это конструкции поэлементной сборки. Он обладают большими формообразующими возможностями, позволяющими решать практически любые ОП задачи, в котор. пространств. каркас выполняет не только функционально-утилитарную функцию перекрытия пространства, но и является формообразующей основой композиции всего сооружения. Название типа узлового соединения определяется названием фирмы, разработавшей эту систему.

Пластинчатая структура из пирамидальных элементов.

К северу от Стокгольма в г. Бурленгем с насел. 50 тыс. чел. фирма построила уник. сооружение, равного которого нет в Европе. Купол диаметром 123 м, уступает только куполу в Н. Орлеане (207 м). Купол выполнен из метал. секций спец. облегчен. конструкции. Он способен выдержать снеговую нагрузку в 300 т. Площадь поверхности – 15,5 тыс. м².

Рассказать о В.Г. Шухове.