Б) Сетчатые (перекрёстные) конструкции покрытий

Сетчатые пространственные перекрёстные конструкции представляют собой системы взаимно пересекающихся балок или ферм. В местах пересечения балки и фермы жёстко скрепляются между собой, что обеспечивает их совместную работу как единого целого пространственного элемента, опёртого по контуру на колонны или несущие стены. Такие конструкции целесообразно применять для перекрытия помещений, близких в плане к квадрату или правильному многоугольнику. Для снижения усилий в межопорных частях сетчатых конструкций целесообразно за опорами устраивать консольные свесы до 1/4 основного пролета.

Сетчатыми конструкциями из балок и железобетонных ферм можно перекрывать пролеты до 40 м, а из стальных ферм (т. е. «структурами») до 100 м. Примером конструктивного решения покрытия пересекающимися железобетонными балками является покрытие магазина «Дом мебели» в г. Минске, а на рис. 8.11.А представлен вариант конструктивного решения фрагмента сетчатой конструктивной системы из железобетонных ферм для такого же объекта.

Рис. 8.11.А. Вариант сетчатого конструк-тивного решения пок-рытия, применённого над залом магазина «Дом мебели» в г. Москве (Россия), из железобетонных взаимно-перекрёстных сборных ферм (размеры в метрах):

а – план расположения перекрёстных ферм; б – фрагмент А покры-тия; 1 – башенный кран для монтажа сетчатого покрытия; 2 – контур подвального помещения и его перекрытия; 3 – временные монтажные стойки

Сетчатые конструктивные системы из линейных металлических элементов, называемые «структурами», образуются из взаимно пересекающихся вертикальных или наклонных ферм. На рис. 8.11.Б, представлены варианты схем покрытий («структур») из пересекающихся вертикальных металлических ферм, а на рис. 8.11.В – варианты покрытий (структур) из взаимно пересекающихся наклонных металлических ферм.

Рис. 8.11.Б. Варианты схем несущих сетчатых конструкций («структур») перекрытий и покрытий из вертикальных пересекающихся ферм: а, б – при расположении ферм в двух направлениях; в, г – при расположении ферм в трёх направлениях

Рис. 8.11.В. Варианты схем перекрёстно-стержневых конструкций («структур») из решётчатых пирамид: а, б – из пирамид с квадратным основанием (пентаэдров); в – из пирамид с треугольным основанием (тетраэдров); г – из пирамид с шестиугольным основанием (гептаэдров)

Наклонные фермы при взаимном пересечении образуют на плоскостях верхних и нижних поясов сетки с квадратной, треугольной и шестиугольной ячейками. Но ячейки этих поясов в плане оказываются смещёнными одна относительно другой, и вследствие этого такие «структуры» представляют собой конструкции, собранные как бы из многократно повторяющихся стержневых пирамид с квадратным, треугольным или шестиугольным основанием (см. рис. 8.11.В). В таких конструкциях (с целью их облегчения и достижения равнонапряжённости в элементах систем) можно убирать отдельные стержни и группы стержней (рис. 8.11.Г).

Рис. 8.11.Г. Варианты схем возможного удаления отдельных стержневых элементов или их групп из «структур», образуемых из пирамид (опирание «структур») по контуру:

а, б, в – при пирамидах с квадратным основанием (при петраэдрах); г – при пирамидах с треугольным основанием (при тэтраэдрах); толстые сплошные линии – верхние пояса; тонкие сплошные линии – раскосы; пунктирные линии – нижние пояса

Сетчатые конструкции с треугольными поясными ячейками имеют геометрически неизменяемую пространственную структуру и наибольшую жёсткость (по сравнению с квадратными и шестиугольными) и они удобны для сложных в плане покрытий (рис. 8.11.Д).

Размещение опор под сетчатыми системами покрытий определяется архитектурно-планировочным решением помещений, но при этом целесообразно устройство консольных свесов до 1/4 основного пролёта, что существенно разгружает межопорные части системы. На рис. 8.11.Е приведены некоторые варианты схем размещения опор под квадратными и треугольными сетчатыми системами.

Рис. 8.11.Д. Пример использования стержневой «структурной» системы с треугольными поясными ячейками для покрытия сложного в плане помещения (павильон на Всемирной выставке 1964 – 1965 гг. в г. Нью-Йорке, США)

Рис. 8.11.Е. Варианты схем симметричного размещения колонн для покрытий из перекрёст-ных стержневых систем с квадратным или треу-гольным размещением в плане: а – в углах зда-ний; б, г – при угловых консолях; в, д – по периметру здания; е, ж – с консольными свесами; з – многопро-лётные системы (наличие внутренних опор)

Опоры могут быть или в виде обычных колонн, или в виде колонн с решётчатыми или жёсткими капителями либо в виде пространственных конструкций (рис. 8.11.Ж). На рис. 8.11.З и 8.11.И показаны примеры решения капительных опор колонн и схематичный поперечный разрез покрытия из пространственных стержневых перекрёстных систем.

По верху сетчатых конструкций устраивают беспрогонное покрытие из несущих железобетонных или армоцементных плит либо прогонное из металлических панелей, плит или листов, и по этим элементам укладывают пароизоляцию, утеплитель, растворную стяжку и кровельный ковёр.

Рис. 8.11.Ж. Варианты схем конструктивных решений опор для перекрёстных стержневых систем: а – обычные колонны; б – колонны с решётчатыми капителями; в – колонны с жёсткими капителями; г – пространственные опоры

Рис. 8.11.З. Варианты примеров решений опорных капителей колонн: а – решётчатая капитель; б – жёсткая капитель крестового типа

Рис. 8.11.И. Вариант схематичного поперечного разреза здания с покрытием из перекрёстных стержневых систем