XVI. Перекрестные системы покрытий общественных и промышленных зданий.

Перекрестные системы покры­тия состоят из несущих линейных эле­ментов, пересекающихся в плане под углом 90 или 60°. При этом если кон­струкция состоит из несущих элемен­тов, расположенных параллельно сто­ронам квадрата или прямоугольника, и составляет сетку из квадратных ячеек, то такая конструкция называет­ся ортогональной. Если та же квад­ратная сетка расположена к контурам покрытия под углом 45°, то такая конструкция называется диагональ­ной. Сетку с треугольной формой яче­ек, стороны которых параллельны сторонам контура покрытия, называ­ют треугольной.

Наличие несущих пересекающихся элементов позволяет нагрузку на по­крытие передавать на опоры не в од­ной вертикальной плоскости, как в плоскостных конструкциях, а сразу в двух и даже в трех вертикальных пло­скостях, это уменьшает величину усилий и прогибов в такой конструкции, что позволяет умень­шить ее конструктивную высоту до 1/15…1/25 пролета в зависимости от на­грузок и формы в плане покрытия.

у

л

2

У

1

у

f

Z.

3-

1/3

l/з

l/з

L

L,

L

L

*

Наиболее рационально перекрест­ная система может быть использована в покрытии, имеющем в плане форму квадрата, равнобедренного треуголь­ника, круга или многоугольника, впи­санного в круг (рис. XVI-1, а—е). Ес­ли пролеты несущих элементов в од­ном и другом направлении различают­ся более чем на 20%, то применение перекрестной системы становится не­рациональным. Меж­ду тем на прямоугольном плане при отношении сторон более чем ¹/₂ мож­но также применить перекрестные не­сущие элементы, расположив их не ортогонально, а диагонально, т. е. под углом в 45° к сторонам контура (рис. XVI-1,ж).

Рис. XVI-1Перекрестные систе­мы покрытий:

а—ж — схемы церекрестных систем; и—л — положение опор под перекре­стной системой; L — пролет конструк­ции; L₁ — вылет консоли;1 — опоры; 2 — окаймляющий несущий элемент (балка или ферма)

Опирание перекрестных систем может выполняться по всему конту­ру, на отдельные его части или на колонны, при опирании перекрест­ного покрытия только на угловые ко­лонны его контурные элементы будут работать как простые балки или фер­мы, принимая всю нагрузку от находящегося внутри конту­ра. И для того, чтобы в этом случае все покрытие было одной вы­соты, следует контурные несущие эле­менты подпереть хотя бы еще одной-двумя дополнительными опорами (рис.XVI-1,и).

Перекрестные системы допускают устройство консольных свесов, кото­рые, впрочем, не должны превосхо­дить 1/4 основного пролета (расстоя­ния между угловыми колоннами).

Перекрестные системы покрытия допускают устройство дополнитель­ных опор и внутри плана покрытия, что существенно сокращает пролеты и соответственно конструктивную высо­ту покрытия (рис. XVI-1,л).

Материалом для изготовления пе­рекрестных систем служит в основ­ном металл и железобетон. По своим конструктивным схемам эти системы делятся на перекрестно-ребристые и перекрестно-стержневые.

Рис.XVI-2. Перекрестно-ребристые и перекрестно-стержцевые системы покрытий:

а — перекрестно-ребристые покрытия; б — коробчатый элемент сборного перекрестно-ребристого покрытия и деталь соединения таких элементов; в — способ сборки перекрест- но-ребристой конструкции из плоских элементов; г — укруп- ненный сборный элемент того же покрытия; д — перекрест- но-стержневые покрытия; е — варианты опирания и типы опор перекрестно-стержневого покры- тия; / — коробчатый элемент;

2 — арматура, закладываемая в швы между железобетонными коробчатыми элементами;

3 — сборный элемент размером 2а;

4—опора перекрестно-стержне­вой системы;

5 —стержень;

6 — коннектор

Перекрестно-ребристые конструк­ции изготавливаются в основном 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. Более прогрессивным и экономически целесообразным является монтаж реб­ристого покрытия из сборных короб­чатых элементов (рис. XVI-2, 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 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 монтажом отрезков ребер дли­ной в две ячейки. При этом каждый отрезок ребра крепится к двум, пер­пендикулярно стоящим к ним реб­рам на половине длины (может выполняться из железобетона, элементов металлической фермы или деревянных щитовых элементов (рис. XVI-2, в).

Перекрестно-стержневые системы изготовляются исключительно из ме­талла, из элементов в виде труб или проката. Трубчатые конструкции про­ще в монтаже, так как могут быть смонтированы простым ввинчиванием оголовников с нарезкой в многогран­ный узловой элемент( элементы из проката соединяются че­рез фасонки на болтах или на сварке).

В плане перекрестно-стержневое покрытие представляется двумя сет­ками с квадратными или треугольны­ми ячейками, из которых нижняя сет­ка сдвинута относительно верхней на половину ячейки внутрь пролета (рисXVI-2). Узлы верхней и нижней сеток соединяются между собой на­клонными диагональными элемента­ми— раскосами. В целях лучшего распределения опорных усилий в кон­струкции над точечной опорой пред­усматривается капитель из четырех наклонных раскосов или из перекре­щивающихся прокатных балок.

Кровля над перекрестно-стержне­вым покрытием выполняется обычно из легких материалов, с применением профилированного настила, щитов с деревянным или металлическим обрамлением и т. д. Опирание кровель­ных щитов на конструкцию произво­дится только над узлами на пластин­ки со стержнем, ввинченным в много­гранный узловой элемент, так назы­ваемый коннектор. Опирание настила производится на швеллеры, прикреп­ленные к коннектору.

Жесткость остова, несущего пере­крестное покрытие, можно решить двумя способами: обеспечением устой­чивости самих колонн или внесением в систему опор стенок жесткости, (т. е. по связевой схеме). Стенки эти должны быть ориентированы соответ­ственно с направлениями сторон ячеек перекрестного покрытия. Их протя­женность может быть

ограничена 2...3м.

Ключевые слова:

- ортогональная, диагональная и треугольная конструкции

- перекрестное покрытие

- контурные несущие элементы

- перекрестно-ребристая система

- коробчатые элементы

- перекрестно-стержневая система

- трубчатая конструкция

- раскос

- коннектор